【集萃網(wǎng)觀察】（二）一氯三嗪型染料印花固色率與沾色情況測定

    按生產工藝進行模擬試驗，測定活性染料固色率。生產上在皂洗前先用水沖洗織物，力求將浮色、漿料、化學品多去掉一點，減少皂煮槽內掉落下來的浮色，以減輕沾色。在這一點上，試驗工藝處理方法不同：不水洗，直接皂煮。皂煮條件：中性皂2g/L、純堿1g/L、浴比1︰60，95℃，30分鐘。測定皂液中的染料總量與布上的沾色量，求得沾色率。

    表四艷橙HG工藝測定[18]

    注:①測定計量單位：染料（克）/100克絕干布

    表中看出：汽蒸后與纖維鍵合的染料有0.543克，按有效染料計算時固色率為84.18%，按商品染料計算時固色率為67.7%，如果按皂煮后織物上染料總量計算，固色率則為72.31%。由此看出，商品染料中的水解成分對鍵合率測定有兩種影響，有高也有低。

    水解染料量計算：商品染料減去有效染料量得0.157克水解染料，有效染料減去鍵合量得0.1026克是為新發(fā)生的水解染料。水解染料總量為0.2596克。因此，印花工藝過程中新產生的水解染料占水解染料總量的40%。商品染料中原有的水解染料占水解染料總量的60%。

    從以上試驗數(shù)據(jù)看出，染料中的水解染料成份，和水解染料著色，是造成固色率測定值誤差的二個主要因素。因此，要正確評價某個活性染料的固色率，必須以染料的有效活性成份為計算基礎。要正確評價染料的固色率，必須先剝凈織物上非鍵合染料。

    （1）熱處理條件對印花固色率的影響

    以下試驗，均以染料的有效活性成份為計算基礎；樣品評價前都用DMF做了剝色處理[18]。

    注：文獻[18]的試驗條件是：印花色漿按通用配方（小蘇打、海藻膠）；滿地印花；烘干機烘干；還原蒸箱104℃，7分鐘。固色率測試測試方法：用三氯化鈦滴定，測出染料中的有色體百分含量；用硝酸銀滴定，分別測出染料中的有機氯與無機氯百分含量，算出有效活性染料百分含量。

    固色率測定；將烘干或汽蒸固色后的織物，取水洗前、后樣各一，用二甲基甲酰胺水溶液（1︰1）沸煮12分鐘，浴比1︰20剝色，烘至絕干后，稱量并溶于硫酸中，比色測定染料含量，求得固色率。以下引用的文獻[12]測試測試方法，與此同。

    一氯三嗪型染料，不同汽蒸條件得到的固色率見表五。

    表五一氯三嗪型活性橙HG不同汽蒸條件下的反應率和固色率[18]

    注：*生產設備，還原蒸箱104℃，**打樣設備，飽和蒸汽10磅/平方英吋約等于115℃

    從表二看出，正常生產中固色率為72%的橙HR，在小蒸鍋蒸10分鐘，固色率可以提高到84%。這說明，強化熱處理條件確實可以提高固色率。但是；汽蒸30分鐘，反應率雖然達到96.3%，固色率則為58.15%，它查證了一個問題，熱固型染料與纖維鍵合后，能夠發(fā)生‘纖維-染料’共價鍵的斷裂水解。如圖一；

    強化熱處理條件；熱固型染料的最高固色率可以達到多少，水解反應在什么條件下發(fā)生，這兩個問題至今尚未見有更深入的報道。

    （2）一氯三嗪染料微波熱處理

    有人曾用微波處理方法用于一氯三嗪活性染料固色，結論是：干處理固色率比常法低很多，加濕處理比常法提高15%左右。處理時間以3分鐘為好，時間長的固色率低[16]。

    我們用格蘭氏600W家用微波爐，對活性橙HGN分別作加濕與不加濕焙固處理：

    表六橙HGN印花（色漿漿中含染料2%），微波處理色樣

     注：剝色條件同前，色樣直接掃描后，圖片用photoshop自動對比度調整等修飾

    *此樣印花后室溫條件下晾干，**焙15分鐘的樣品，是在晾干五天后再用微波爐焙固，可作參考。

    從表中試樣看出：熱固型活性染料橙HGN：干焙固須要十分鐘，加濕焙固則三分鐘已足。

    （三）二氯三嗪型染料印花固色率與沾色情況測定

    1、活性艷紅X-7B固色率測試：

    表七艷紅X-7B（色漿中含染料3%）在加工中的反應率、固色率測試[18]

    表七中，有一個問題很值得重視：二氯三嗪型活性艷紅X-7B，烘干后固色率達到53%，汽蒸后固色率達到81.7%，從表中看，汽蒸后沒有水解染料成分。烘干時已經產生的10.9%的水解染料，去向不明。

    理論上，二氯三嗪型活性染料在堿性條件下，與水或與纖維有以下幾種反應：見圖二；

    從圖二看出；二氯三嗪比一氯三嗪型染料反應較為復雜，水解物計算，有一個數(shù)據(jù)處理方法問題。測得的有機氯總量，它的存在有三種形式：①未反應的二氯三嗪染料②已與纖維結合的一氯染料③已有一個氯被取代的一氯一羥染料（以下簡稱為‘半水解染料’）。大家知道，染料在汽蒸以后，實際上，已不再可能存在二氯三嗪染料（圖中0式）。分析得到的有機氯總量按‘未作用染料’（圖中0式）計算是最不合理的；如果按（圖中1或3式）一氯計算，已與纖維結合的半水解染料，含量都可以是（19.66×2=）39.32%。

    數(shù)據(jù)的不同處理方法，可得到三種不同結果：

    （1）鍵合的染料占81.7%，未作用的染料祗能占(100-81.7=)18.3%。因此，半水解染料的含量祗能是18.3%。這樣可以算出，鍵合染料中：一氯的（圖中1式）占鍵合染料的(18.3÷81.7=)21%；一羥的（圖中4式）占鍵合染料的（100-21=）79%。

    （2）假設未鍵合染料都是二羥（圖中5式），所測得的有機氯都在鍵合染料上，這樣，一氯染料鍵合的是（19.66×2=）39.32，半水解染料鍵合的占81.7-39.32=42.3%

    （3）不排除介於上述兩者之間的情況。

    表八‘半水解染料-纖維’鍵合率模擬計算

    三種方式中，都有一氯一羥染料與纖維鍵合成為圖中4式的組份，有資料介紹：均三嗪與帶有活潑氫離子的親核試劑反應時，第一步形成極性偶聯(lián)，第二步脫氯化氫完成取代。反應速度決定于溫度和pH二大因素。

    三氯均三嗪在堿性介質中進行親核取代反應時，按溫度概念來說：首先被取代的第一個氯是0-5℃，第二個是40-50℃左右，第三個是100℃左右。按反應時的pH條件來說：活性染料染色若用氫氧化鈉固色可以在室溫條件下進行；熱固型染料染色，用純堿（pH12）固色時，反應溫度要在80℃上下；印花用小蘇打（pH9）固色時，反應溫度要求在100℃以上。

    另外，三嗪環(huán)上第二取代基的負電性，對第三個氯的反應活潑性有一定影響。半水解染料三嗪環(huán)上的第二取代基是羥基，羥基的負電性大于烷胺基，因此，它的固色溫度應低于通常的熱固型活性染料。

    表八中，數(shù)據(jù)處理第（1）種方式，剩下的半水解染料，鍵合率有望進一步提高；數(shù)據(jù)處理方式（2）中，水解染料全是二羥，不可能與纖維反應，固色率就再也提不高了。除了紙上層析方法[20]可以認定不同組份以外，更直接的方法是將熱處理過的試樣再進行更高溫度的處理，織物上有多少半水解染料就能使固色率提高多少。

    2、‘半水解染料’成份的求證

    我們將二氯三嗪型染料艷紅X-3B，印花后在80℃恒溫烘箱內烘20分鐘。按照反應活性，此時染料上的第一個氯，基本上都已被取代，有鍵合也有水解。但第二個氯，因未達到反應溫度，反應很少。樣品用微波爐焙固后水洗，剝色，結果見表九：

    表九艷紅X-3B印花（色漿中含染料2%），微波處理后經水洗、剝色后的色樣

    注：剝色條件同前，色樣直接掃描后，經photoshop自動對比度調整等修飾

    表中看出，微波焙固的都比未處理樣稍深，干焙固中3分鐘的最深。加濕焙固的，時間越長顏色越深�？梢哉f明，微波焙固處理能使一氯一羥三嗪型染料與纖維進一步結合，固色率有明顯增加。高溫焙固條件下固色率升高而不降低，可以說明結合鍵耐熱性較好。這是一個非常好的信號，再次證明半水解染料性質穩(wěn)定，能和纖維發(fā)生鍵合反應，結合鍵熱穩(wěn)定性甚好。

    三、探索與思考

    1、生產高質量活性染料

    62年上海染化八廠提供一批染料樣品，交由我們測試，結果見表十一：

    表十一染料樣品有效成分測定[18]

    這批樣品，有色體成份含量與表二商品染料基本相似，含無機氯甚高，說明它是加過填充料的，符合‘標準化染料’力分要求。所不同的是：有效成分大大高于表二中的市售商品染料。這一信息顯示，染料行業(yè)在提高活性染料質量方面，已經進行著有效的工作，并取得很大成功。

    2、二氯三嗪活性染料的‘固色行為’符合雙活性基屬性，可以從這類染料中篩選出一批性能優(yōu)良的，名為‘棉印花用二氯雙活性基’活性染料。

    3、商品活性染料的化學穩(wěn)定性[21]和分散穩(wěn)定性[22]有較大的研究空間。

    4、現(xiàn)代電磁、微波技術的發(fā)展，為縮短處理時間，提高活性染料固色率提供有利條件。

    5、提高活性染料固色率，是減少印染加工用水、改善沾色、提高濕牢度的重要途徑。

    來源：紡織品印花