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活性染料最怕什么?因水解造成的色差问题?

活性染料是棉染色中最常用的染料,其消耗量也呈上升趋势,预计这个势头在今后几年中仍将保持。活性染料之所以受欢迎,是由于其价格适中,得色量高,以及合适的色牢度。其唯一的缺点是染料的水解问题。

水解的含义

通常在碱性条件下染料在棉上固着,而这一碱度促进了染料与水的反应,导致其失活。失活的染料,也即水解染料,不能与棉发生反应,从而造成相当部分染料被损耗。水解染料与基质发生物理粘附,直到水洗处理阶段被洗除,因而造成水洗牢度问题。另外,水解染料也会流人废液,导致污染负荷增加。

活性染料上染纤维素纤维基质分三个阶段:

在有食盐或元明粉的中性介质中染料上染。

上染染料加碱后固着,在染料与纤维间形成共价键。

彻底洗除松散粘附在织物上或织物中的染料。

上述第三个阶段非常必要。这是由于染浴中的活性染料,大部分染着于纤维,一部分在碱性条件下与水反应,丧失了与纤维的反应性,因而与纤维的亲和性低。如果这一步骤操作不当,由于水解染料的存在,会导致染色产品水洗牢度差;而与纤维反应的染料,则水洗牢度高。

活性染料与水的反应,并非是影响染色得色量的唯一因素。染料的应用性能还与以下因素密切相关,如染料的储存稳定性,浸轧液或印浆的稳定性,以及染料配方在热溶解过程中活性染料浓度的变化。

染料的水解分解从生产时就开始发生,在烘燥和研磨时仍继续。染料水解的程度取决于其分子中的活性基团和发色团。

水解染料,只是原来活性染料中不稳定的原子或基团被羟基所取代,其扩散和吸附性能与原来的活性染料非常相似,因此容易扩散进入纤维,并吸附其表面。

在碱性染色阶段的最后,当活性染料无论是与水,还是与纤维反应,被全部消耗后,又建立了一个新的平衡,即水解染料在纤维与染浴中的分配平衡,其模式与活性染料在中性溶液中的分配类似。这一阶段,纤维上含有大量化学结合的染料。

为了获得高湿牢度的染色产品,水解染料必须在最后的水洗过程中从纤维上洗除。活性染料染色中,平均约有70%的染料固着于纤维上,其余的都水解浪费了,这部分染料至少有30%。

在实际的反应体系中,影响活性染料水解速率的因素有许多,如染浴pH值、温度、染料浓度和电解质浓度。

(1)染浴PH值的影响 通过研究介质pH值与纤维素离解程度之间的关系发现,不能提高碱浓度,使溶液pH值超过10-11。因为,此时纤维素中所有的可及羟基都离子化,再增加pH值,只会导致其水解。

(2)温度的影响 升高温度将导致活性染料水解增多。

(3)染料浓度的影响 提高溶液中活性染料浓度,将促进其凝聚,从而降低水解速率。

(4)电解质浓度的影响 染浴中电解质浓度越高,水解的染料越多。

“研究发现,活性染料与水的反应性,还与染料分子中的发色团有关,因为发色团会影响反应中心的电子云密度。若发色体系中形成负离子基团,则反应中心的电子云密度增加,从而降低活性染料与水的反应活性。

来源:纺织印染整

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