紀惠軍,范雪榮 活性染料工業化生產始于1956 年,至今已有半個世紀。它不僅色譜齊全、色澤鮮艷、應用工藝較簡單, 而且可以和許多纖維形成共價鍵結合, 因此受到了廣泛關注。另外,隨著近年來由于許多常用染料如直接、還原、酸性和媒染等染料存在環境污染和安全等問題被禁用或限用, 活性染料逐漸成為主要的代用染料, 發展迅速。它不僅是纖維素纖維染色所用的最重要的一類染料, 而且還不斷擴大到蛋白質纖維和合成纖維。 但活性染料染色也存在一些問題,特別是利用率較低、污水排放量大、深色品種色牢度較差、染色用電解質用量大等,這些阻礙了它的擴大應用,成為當前急需解決的難點。為了克服這些問題,國內外加強了對活性染料染色的研究,開發了許多新型活性染料和染色新技術,本文對此加以介紹。
1 冷軋堆染色及所用活性染料 冷軋堆染色是織物在低溫下浸軋染料與堿劑的混合染液(通過比例泵分別將染液和堿劑注入浸軋槽), 通過軋輥擠壓使染液吸附在織物表面,然后在低溫下打卷堆置一定時間,以完成吸附、擴散、固著的過程,最后水洗去除浮色。該工藝流程短、設備簡單、節約能源、且固色率高。該工藝要求染料耐堿穩定性好,在濃堿、低溫下不析出,直接性低。為使染料具有很好的耐堿性,減少染料的締合度,增加溶解度, 通過染料分子結構設計、染料-染料復配增效和染料-助劑復配增效,已開發出適用于冷軋堆染色的活性染料。1.1 改變染料分子結構 1988 年,汽巴精化公司(現亨斯邁) 推出了Cibacron C 型染料(現名Novacron),通過降低染料直接性,增加染料耐堿性而適用于冷軋堆染色, 現有25 個品種, 其結構特點是使用活性高于三聚氯氰的三聚氟氰,用脂肪烴替代芳香烴與乙烯砜連接[1]。該系列絕大部分產品結構通式如下:
從分子結構看,用脂肪烴連接基取代芳香烴,F 取代Cl, 分子量減小,與纖維的直接性降低。由于連接基上的氨基離砜基很近,氨基氮
2 小浴比浸染染色及活性染料在浸染染色工藝中,浴比是一個很重要的工藝參數。浴比過大,影響染液吸盡和固色率; 浴
3 低鹽染色及低鹽型活性染料雙活性基染料由于分子較大,磺酸基數目也將增加,使染料的水溶性提高,因而,必須大量施加作為促染劑的無機鹽。一般,浸染染色的無機鹽濃度達50~80 g/L。投入如此多的無機鹽,高含鹽量的染色廢水將破壞江湖水質和水體生態環境,鹽分的高滲透性還會導致江湖周邊土質的鹽堿化,降低農作物產量。此外,高濃度鹽分的染色廢水難以通過一般的物理、化學和生物法加以處理。 為了使活性染料染色時少用無機鹽, 而又要保持或提高上染率和固色率, 就必須提高染料對纖維的親和力, 但這會降低勻染性和易洗滌性。近年來推出的低鹽型活性染料是在深入研究了活性染料分子結構和親和力的關系后開發的品種,可以在使用較少的無機鹽時,保持或提高染料對纖維的親和力,保證其高固色率、良好的勻染性和易洗滌性。這些低鹽型活性染料,如享斯邁公司的Cibacron LS 型、住友公司的Sumifix Supra E-XF 和NF 系列、德司達公司的Levafix E-A 型和Remazol EF 系列、以及化藥公司的Kayacion E-LE 系列等。它們的分子結構各異,取得低鹽染色效果的基本原理也不同。 3.1 提高染料分子平面性,增加染料直接性Cibacron LS 型是享斯邁公司于1995 年開發的低鹽型活性染料,共有12 個品種。它的分子結構是通過特殊的連接基將兩個相同或不同結構的染料連接起來,成為架橋型活性染料, 分子量很大,同平面性很好,連接基和活性基的空間效應很小,所以對纖維有很高的直接性[4],其通式如下:
該類染料的連接基以脂肪烴二胺替代芳香二胺, 以氟取代氯,空間障礙影響較小,分子結構平面性受破壞很小,所以直接性很大。這套活性染料在實
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