【集萃網(wǎng)觀察】隨著紡織染料后處理技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，以及歐盟REACH法規(guī)的正式頒布，選擇性能優(yōu)異且符合環(huán)保要求的染料和助劑越來越受到紡織行業(yè)的重視，同時(shí)紡織染料和助劑中選用安全有效的分散劑將變得尤為迫切．分散劑種類中以木質(zhì)素磺酸鹽類最為有效．美德維實(shí)偉克的木質(zhì)素磺酸鈉鹽等分散劑原料來源為天然松木，對(duì)疏水性物質(zhì)分散穩(wěn)定性卓越，在許多行業(yè)已逐漸取代或拼混傳統(tǒng)的萘磺酸鹽類分散劑，廣泛用于紡織染料，農(nóng)藥，建筑等行業(yè)的產(chǎn)品加工． 木質(zhì)素磺酸鹽屬于陰離子表面活性劑，是含有大量羧基，甲氧基和磺酸基的天然聚合物，不同產(chǎn)品的平均分子質(zhì)量分布在5 000～21 000范圍，磺酸鹽一般是鈉鹽、鈣鹽、也有銨鹽，是一種高分子電解質(zhì)．木質(zhì)紊分散劑由于其平均分子質(zhì)量和磺化度的不同，其最終用途也有很大的不同．例如美德維實(shí)偉克公司的木質(zhì)素磺酸銨鹽BorresperseAM一320，較其他磺酸鹽對(duì)提高酸性染料的冷水溶解度更為有效，被廣泛用于金屬絡(luò)合酸性染料和弱酸性染料的后加工過程中，用于生產(chǎn)高品質(zhì)的酸性印花染料．而高純度的木質(zhì)素磺酸銨鹽在國(guó)內(nèi)尚未生產(chǎn)．美德維實(shí)偉克公司的U1trazine NA高純度，極低沾色的木質(zhì)素磺酸鈉，被廣泛用于活性染料和酸性染料的后處理加工，可顯著提高活性染料和酸性染料的冷水溶解度，降低染料印花布面上色點(diǎn)的產(chǎn)生．并對(duì)印花糊料的粘度無任何負(fù)面影響，被廣泛用于生產(chǎn)高品質(zhì)的活性和酸性印花染料．在紡織助劑行業(yè)中，Ultrazine NA也被用作活性染料染色分散勻染劑，用于改善活性翠蘭等易染花活性染料的勻染性，尤其適合于棉及滌棉筒子紗染色．還原染料連續(xù)染色時(shí)加人Uhrazine NA也可防止布面色斑的產(chǎn)生．美德維實(shí)偉克公司的REAX 85A在紡織助劑行業(yè)是多用途的染色分散劑，用于分散染料對(duì)滌綸和醋酸纖維的染色，能有效防止染料在高溫染色條件下產(chǎn)生凝聚，提高勻染性能，尤其適用于筒子染色機(jī)，卷染機(jī)，溢流染色機(jī)等低浴比染色條件．美德維實(shí)偉克公司的Kraftsperse 1251為超高純度的混合型木質(zhì)素分散劑，對(duì)多纖維沾色極低，可有效降低助劑體系的粘度，廣泛地應(yīng)用于顏料及染料噴墨印花墨水中，并且對(duì)提高碳素墨水的碳黑添加量和儲(chǔ)藏分散穩(wěn)定性非常有效． 木質(zhì)素磺酸鈉分散劑由于原料的差別及合成工藝水平的優(yōu)劣，最終產(chǎn)品質(zhì)量也有所差異．國(guó)內(nèi)某些木質(zhì)素磺酸鈉分散劑采用蘆葦、秸稈或雜木作為原料，由于采購的造紙廠黑液內(nèi)部組分的不穩(wěn)定，導(dǎo)致其應(yīng)用性能和最終用途受到限制．本文系統(tǒng)地采用不同的評(píng)價(jià)方法對(duì)用不同分散劑后處理的分散染料高溫分散性、擴(kuò)散性，筒子紗染色等物理性能進(jìn)行科學(xué)研究，并通過與國(guó)內(nèi)同類分散劑作對(duì)比，全面評(píng)價(jià)美德維實(shí)偉克的高性能木質(zhì)素磺酸鈉REAX 85分散劑在染色助劑行業(yè)中的應(yīng)用性能． 1 實(shí)驗(yàn) 1．1材料及設(shè)備 材料：木質(zhì)素磺酸鈉REAX 85A(美國(guó)MeadWestyaCO公司)，分散藍(lán)79：1，滌綸紗線1／70／34，國(guó)產(chǎn)木質(zhì)素分散劑． 設(shè)備:砂磨機(jī)Eurosta power(德國(guó)IKA公司);噴霧干燥器B-191(瑞士BUCHI公司);筒子紗染色機(jī)Cs-2-496(瑞士Mathis公司);激光粒徑儀(美國(guó)Microtrac公司);紅外線高溫染樣機(jī)(上海一派印染技術(shù)有限公司)． 1．2粉末商品染料的制備 按一定比例稱取染料濾餅和分散劑，分散劑質(zhì)量約占濾餅量的1／4(折干計(jì)算)，加水，漿料含固量控制在40％左右；在均質(zhì)機(jī)上預(yù)分散20 min后移至砂磨機(jī)，攪拌狀態(tài)下倒入漿料3倍重的玻璃珠(Φ0．75 mm)，砂磨機(jī)轉(zhuǎn)速1 300 r／min,pH調(diào)至7．0～8．0；砂磨過程中采用激光粒徑儀監(jiān)測(cè)染料粒徑大小及分布情況，當(dāng)90％的顆粒小于1μm時(shí)，終止砂磨，另加分散劑溶液調(diào)節(jié)染料強(qiáng)度．分離玻璃珠和漿料，漿料攪拌后放置；噴干漿料，噴霧干燥器的進(jìn)El溫度設(shè)定在110～150℃，粉末樣品備用后續(xù)各種測(cè)試． 2結(jié)果與討論 2．1國(guó)內(nèi)常用染料性能測(cè)試方法的評(píng)價(jià) 2，1．1擴(kuò)散性能HG／T 3399—2001 室溫下用刻度吸管吸取0.2mL濃度為0．5 g／100 mL的染料懸浮液，逐滴垂直地將染液滴于定性快速濾紙上，使其自然擴(kuò)散，待干后評(píng)級(jí)． 擴(kuò)散法是目前檢測(cè)染料分散性最簡(jiǎn)便快捷的方法，但有其局限性，無法與實(shí)際染色條件相對(duì)應(yīng)，因此只能將其作為初步檢測(cè)手段．圖1中REAX 85A及國(guó)產(chǎn)木質(zhì)素在不同噴霧干燥溫度下，擴(kuò)散性都可滿足要求. 圖1分散藍(lán)79：1 200％擴(kuò)散性能 2．1．2 AATCC TM 146分散穩(wěn)定性測(cè)試(71℃) 稱取染料(2.0±0.1)g(以染色強(qiáng)度100分計(jì))置于400 mL燒杯中，加入200mL 0.25 g／L EDTA溶液，在磁力攪拌器上攪拌3～5 min后用醋酸溶液調(diào)pH值至4．5～5.0，然后將燒杯放人恒溫水浴中，在不斷攪拌下，于5—10 min內(nèi)使溫度達(dá)到71℃．用同樣溫度的水預(yù)熱漏斗，經(jīng)雙層Whatman濾紙(2#上4#下)過濾，評(píng)級(jí)． 2．1.3高溫分散穩(wěn)定性測(cè)試(130℃) 將染液置于紅外高溫染樣機(jī)中，45～60 min內(nèi)升溫至130℃，保溫30min，再將染液降溫至80～90℃，準(zhǔn)備過濾(染液制備和過濾方法同上述AATCC TM 146)． 圖2分散藍(lán)79：1 200％高低溫分散性 由于對(duì)試驗(yàn)室設(shè)備的性能要求不高，高低溫分散穩(wěn)定性測(cè)試是目前國(guó)內(nèi)外染料行業(yè)及印染廠普遍采用的方法.從圖2中看出,用REAX 85A后處理的所有樣品,高溫分散穩(wěn)定性測(cè)試(130℃和71℃)時(shí)抽濾時(shí)間短且濾紙表面殘余物少;而國(guó)產(chǎn)木質(zhì)素后處理的樣品隨著噴霧干燥溫度的升高，抽濾時(shí)間明顯加長(zhǎng)，其中150℃噴霧干燥的樣品在2 min之內(nèi)無法全部通過濾紙，且濾紙表面積聚較厚染料層．表明此時(shí)分散染料在生產(chǎn)過程中國(guó)產(chǎn)分散劑無法起到耐熱保護(hù)作用，印染廠使用該分散染料再采用130℃對(duì)滌綸紗線染色，容易出現(xiàn)色點(diǎn)和色斑等問題．由此可見，REAX 85A在保護(hù)分散染料耐熱穩(wěn)定性方面具有非常卓越的性能． 2．2其他分析法 2．2．1 比較噴霧干燥前后染料粒徑變化 當(dāng)分散染料砂磨至一定粒徑后，分散劑包裹在染料顆粒周圍并防止其受熱再次團(tuán)聚導(dǎo)致染料粒徑增大。通常常溫下大多數(shù)分散劑都可以起到較好的保護(hù)作用，但隨著染色溫度或噴霧干燥溫度的升高，分散劑的耐熱穩(wěn)定性會(huì)逐漸降低，且溫度越高，對(duì)分散劑的高溫分散穩(wěn)定性要求就越高．這里我們引入染料噴霧干燥前后粒徑衰減率的概念來評(píng)價(jià)不同分散劑的優(yōu)劣，此方法精確度高而且操作方便． 當(dāng)分析染料粒徑時(shí)，90％粒子的粒徑和染料的比表面積往往會(huì)被同時(shí)考慮，也就是說90％粒子磨到所需要求(小于1μm)的同時(shí)，比表面積越小越好，這意味著直接包裹于染料表面的分散劑用量越少，其余分散劑可作為加強(qiáng)保護(hù)之用． 計(jì)算公式：90％粒子衰減率=-(PD噴干后-PD噴干前漿料)／PD噴干前漿料x 100％ CS衰減率=-(cs噴干前漿料-CS噴干后)／cs噴干前漿料×100％ 式中，PD為染料粒子的粒徑，單位μm，CS為比表面積，與粒徑成反比例關(guān)系． 圖3 分散藍(lán)79：1 200％噴霧干燥前后的粒徑衰減情況 REAX 85A后處理的樣品即使在150 ℃噴霧干燥前后粒徑幾乎也沒有什么變化，耐熱穩(wěn)定性優(yōu)異；而國(guó)產(chǎn)木質(zhì)素處理的樣品隨著噴干溫度升高，粒徑分布明顯變寬，衰減率也隨之上升；150℃時(shí)粒徑分布圖上出現(xiàn)了一條長(zhǎng)長(zhǎng)的“尾巴”(見圖4畫圈部分)，表明此時(shí)分散染料的耐熱分散穩(wěn)定性變差，染料顆粒受熱再次團(tuán)聚導(dǎo)致染料粒徑增大，該分散染料用于滌棉連續(xù)染色中布面容易產(chǎn)生斑點(diǎn)疵�。� 圖4 分散藍(lán)79：1 200％噴霧干燥前后的粒徑分布 2．2．2筒子紗染色性能的評(píng)價(jià) 與其他染料或助劑的各種評(píng)價(jià)方法相比，筒子紗染色條件相對(duì)較苛刻，通常能夠真實(shí)準(zhǔn)確反映染色過程中染料在纖維中的聚集程度，及對(duì)織物染色最終效果的影響，國(guó)外知名染料和紡織助劑公司常采用此法作為染料或助劑質(zhì)量評(píng)價(jià)的最可靠方法．本實(shí)驗(yàn)中采用Mathis公司生產(chǎn)的小型實(shí)驗(yàn)室用染色機(jī)模擬實(shí)際染色大生產(chǎn)過程，分別添加不同的染色助劑，并用微機(jī)同步監(jiān)測(cè)記錄不同時(shí)間染液在筒子紗內(nèi)外層的壓力差，以此評(píng)價(jià)染料染色性能．壓力差越高，表明分散染料在染色過程中發(fā)生聚集，染液在筒子紗內(nèi)外層的流動(dòng)變得困難從而證明該助劑在染色過程中改善耐熱分散性能不夠，易產(chǎn)生色點(diǎn)等疵�。� 由圖5可知，添加REAX 85A作染色分散劑時(shí)，分散染料的壓差在整個(gè)染色溫度范圍內(nèi)均保持一條直線，意味著染料顆粒隨著溫度的升高沒有團(tuán)聚，內(nèi)外層壓力差無變化，染液可以非常順暢地穿梭于滌綸紗線之間；而采用國(guó)產(chǎn)木質(zhì)素作為染色分散劑時(shí)，染料顆粒在高溫發(fā)生聚集，染液無法順利地在筒紗由內(nèi)向外流動(dòng)，內(nèi)外層壓力差變大，那么在保證流速不變的情況下，染色機(jī)流量泵需要加壓確保染液通過，這就是壓差變大的原因；壓差開始變大的起始溫度越低、峰值越大且壓差曲線分布越寬，說明染色助劑對(duì)分散染料的耐熱穩(wěn)定性保護(hù)越差。 圖5分散藍(lán)79：1 200％的筒子紗染色曲線 為了進(jìn)一步評(píng)估分散劑對(duì)最終紗線勻染性能的影響，本實(shí)驗(yàn)中分別將內(nèi)、中、外層紗線織成襪片繞在紙板上并測(cè)試表觀深度，評(píng)估其內(nèi)外層色差．從圖6可以看出，REAX 85A可保證筒子紗內(nèi)中外層色澤深淺一致，體現(xiàn)出較好的勻染性；國(guó)產(chǎn)木質(zhì)素添加后對(duì)分散染料染色的勻染性無明顯改善． 圖6筒紗內(nèi)外層色差比較(分散藍(lán)79：1 200％) 3結(jié)論 (1)木質(zhì)素分散劑REAX 85A具有砂磨效率高和耐熱穩(wěn)定性佳等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于分散染料和還原染料的后加工過程． (2)在紡織助劑行業(yè)中，REAX 85A能夠在筒子紗、經(jīng)軸等低浴比，染色工藝要求苛刻的染色條件，仍提供分散染料卓越的高溫分散性以及勻染性． (3)REAX 85A屬環(huán)保型產(chǎn)品，原料來源于松樹，不含APEO及環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì)，是分散染料和還原染料的常用染色分散劑的首選． 來源: 印染在線 作者：蔡翔,馬冬星
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