【集萃網(wǎng)觀察】
活性染料是棉染色中最常用的染料,其消耗量也呈上升趨勢,預(yù)計這個勢頭在今后幾年中仍將保持;钚匀玖现允軞g迎,是由于其價格適中,得色量高,以及合適的色牢度。其唯一的缺點是染料的水解問題。
水解的含義
通常在堿性條件下染料在棉上固著,而這一堿度促進了染料與水的反應(yīng),導(dǎo)致其失活。失活的染料,也即水解染料,不能與棉發(fā)生反應(yīng),從而造成相當部分染料被損耗。水解染料與基質(zhì)發(fā)生物理粘附,直到水洗處理階段被洗除,因而造成水洗牢度問題。另外,水解染料也會流人廢液,導(dǎo)致污染負荷增加。
活性染料上染纖維素纖維基質(zhì)分三個階段:
在有食鹽或元明粉的中性介質(zhì)中染料上染。
上染染料加堿后固著,在染料與纖維間形成共價鍵。
徹底洗除松散粘附在織物上或織物中的染料。
上述第三個階段非常必要。這是由于染浴中的活性染料,大部分染著于纖維,一部分在堿性條件下與水反應(yīng),喪失了與纖維的反應(yīng)性,因而與纖維的親和性低。如果這一步驟操作不當,由于水解染料的存在,會導(dǎo)致染色產(chǎn)品水洗牢度差;而與纖維反應(yīng)的染料,則水洗牢度高。
活性染料與水的反應(yīng),并非是影響染色得色量的唯一因素。染料的應(yīng)用性能還與以下因素密切相關(guān),如染料的儲存穩(wěn)定性,浸軋液或印漿的穩(wěn)定性,以及染料配方在熱溶解過程中活性染料濃度的變化。
染料的水解分解從生產(chǎn)時就開始發(fā)生,在烘燥和研磨時仍繼續(xù)。染料水解的程度取決于其分子中的活性基團和發(fā)色團。
水解染料,只是原來活性染料中不穩(wěn)定的原子或基團被羥基所取代,其擴散和吸附性能與原來的活性染料非常相似,因此容易擴散進入纖維,并吸附其表面。
在堿性染色階段的最后,當活性染料無論是與水,還是與纖維反應(yīng),被全部消耗后,又建立了一個新的平衡,即水解染料在纖維與染浴中的分配平衡,其模式與活性染料在中性溶液中的分配類似。這一階段,纖維上含有大量化學結(jié)合的染料。
為了獲得高濕牢度的染色產(chǎn)品,水解染料必須在最后的水洗過程中從纖維上洗除。活性染料染色中,平均約有70%的染料固著于纖維上,其余的都水解浪費了,這部分染料至少有30%。
在實際的反應(yīng)體系中,影響活性染料水解速率的因素有許多,如染浴pH值、溫度、染料濃度和電解質(zhì)濃度。
(1)染浴PH值的影響 通過研究介質(zhì)pH值與纖維素離解程度之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn),不能提高堿濃度,使溶液pH值超過10-11。因為,此時纖維素中所有的可及羥基都離子化,再增加pH值,只會導(dǎo)致其水解。
(2)溫度的影響 升高溫度將導(dǎo)致活性染料水解增多。
(3)染料濃度的影響 提高溶液中活性染料濃度,將促進其凝聚,從而降低水解速率。
(4)電解質(zhì)濃度的影響 染浴中電解質(zhì)濃度越高,水解的染料越多。
“研究發(fā)現(xiàn),活性染料與水的反應(yīng)性,還與染料分子中的發(fā)色團有關(guān),因為發(fā)色團會影響反應(yīng)中心的電子云密度。若發(fā)色體系中形成負離子基團,則反應(yīng)中心的電子云密度增加,從而降低活性染料與水的反應(yīng)活性。