【集萃網(wǎng)觀察】在高溫高壓染色時，分散染料對滌綸纖維的上染過程可分為以下個階段： （1）分散染料在染液中隨染液的流動逐漸靠近纖維界面，這階段分散染料的性質(zhì)和狀態(tài)基本無關(guān)，溶解狀的染料分子和懸狀的染料顆粒都一樣隨染液流動，轉(zhuǎn)移速度決定于溶液溶液流速。 （2）由于纖維表面存在著不易流動的動力學(xué)邊界層，當(dāng)分散染料進(jìn)入動力學(xué)邊界層靠近纖維界面后，主要靠自身的擴(kuò)散接近纖維。這階段轉(zhuǎn)移速度不僅和溶液流速有關(guān)，還和分散染料的擴(kuò)散速度有關(guān)，因此，溶解狀的染料分子比懸浮體及聚集體擴(kuò)散快得多，分散染料的溶解度和分散狀態(tài)對這階段的轉(zhuǎn)移速度有較大影響。 （3）分散染料靠近纖維界面到它們之間的分子作用力足夠大后，分散染料迅速被纖維表面吸附。這個階段的轉(zhuǎn)移速度主要決定于纖維和染料分子的結(jié)構(gòu)和性能，也和界面溶液的性質(zhì)有關(guān)。其中染料的溶解度和分散狀態(tài)有較大影響，染料溶解度超高和染料分子與纖維作用越大，吸附速度越快。 （4）分散染料被吸附到纖維表面后，在纖維內(nèi)產(chǎn)生一個濃度差或內(nèi)外染料化學(xué)位差，染料將向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，這里的擴(kuò)散速度主要決定于纖維化學(xué)和微結(jié)構(gòu)，也和染料分子結(jié)構(gòu)及濃度有關(guān)。纖維無定型區(qū)含量較高，孔隙大或自由體積含量多，染料溶解度高，擴(kuò)散速度快，因此，此階段的染料擴(kuò)散速度直接和纖維被溶脹或增塑程度、分散染料在纖維中的濃度有關(guān)。溶脹或增塑程度高，纖維外層分散染料濃度高，擴(kuò)散就快。由上述可知，上染速度除了決定于染料和纖維的結(jié)構(gòu)外，還和染料在溶液中的溶解度及染色時纖維的溶脹或增塑程度有關(guān)。 滌綸纖維是疏水性的合成纖維，滌綸分子結(jié)構(gòu)中缺少象纖維素或蛋白質(zhì)纖維那樣的能和染料發(fā)生結(jié)合的活性基團(tuán)，滌綸分子排列得比較緊密，纖維中只存在較小的空隙，當(dāng)溫度較低時，分子熱運(yùn)動改變其位置的幅度較小，在潮濕條件下，滌綸纖維又不會象棉纖維那樣能通過劇烈溶脹而使空隙增大，染料分子難以參透到纖維內(nèi)部。因此，提高對纖維的增塑程度，將有助于染色的進(jìn)行。另外，分散染料水中的溶解度很低，染液中的染料，要靠大量的分散劑呈懸浮體分散于染浴中。

    在對滌綸纖維染色時，為了要達(dá)到較好的染色效果，通常需加入一定量的染色助劑。這些染色助劑在染色過程中的作用是多方面的，主要有： (1) 適當(dāng)增加分散染料的溶解度； (2) 促進(jìn)分散染料對纖維表面的吸附； (3) 對纖維進(jìn)行增塑或提高溶脹程度，加快分散染料在纖維中的擴(kuò)散速度； (4) 提高染料的分散穩(wěn)定性。一般地，滌綸纖維高潮高壓染色中應(yīng)用的助劑含有對纖維增塑的載體、對分散染料增溶或使染料懸浮體穩(wěn)定的表面活性劑等。染色助劑滌綸纖維染色具有十分重要的作用。

    1　載體及其作用 1.1　載體的定義 Waters在1950年首次用“載體”（carrier）這個術(shù)語來定義在滌綸染色過程中具有促進(jìn)上染率的化合物。載體按可溶性及使用時的狀態(tài)，分為乳化型載體、分散型載體和水溶性載體。1.1.1　乳化型載體水楊酸甲酯、氯苯、甲基萘均屬于這類載體，使用時需加入乳化劑，以使其乳化成乳液。這類載體種類較多，使用方便，但使用時必須保持乳液穩(wěn)定，否則易生成載體斑，造成染疵。此外，這種載體易因受熱而揮發(fā)，以至使載體與乳化劑及水的懸浮體系分離，濃度降低，而且如果揮發(fā)的載體再度回入染浴中，又易形成染斑。故需慎重選擇乳化劑，否則影響分散染料上染性能。 1.1.2　分散型載體對苯二甲酸二甲酯即屬于此類。這類載體水溶性較小，用量不大就可維持載體溶液飽和狀態(tài)，勻染效果很好。無加熱揮發(fā)現(xiàn)象，且無異味，但價格較高，易升華，染深性較差。 1.1.3　水溶性暫溶性）載體如鄰苯基苯酚鈉鹽。這類載體能溶于水，但缺乏導(dǎo)染性能，當(dāng)染浴pH值降低時，則鄰苯基苯本分逐漸析出而呈現(xiàn)出很好的導(dǎo)染性能，是當(dāng)前應(yīng)用較多的一類載體。1.2 載體的作用關(guān)于載體的作用機(jī)理有過不少研究報道，主要認(rèn)為載體能對纖維增塑，增加纖維大分子鏈段的活動能力，使纖維結(jié)構(gòu)松弛，由此增大滌綸纖維自由體積，并提高染料在纖維內(nèi)的擴(kuò)散速率，加快染色。載體的擴(kuò)散系數(shù)大于染料的擴(kuò)散系數(shù)，載體先于分散染料進(jìn)入纖維，而且，載體的擴(kuò)散系數(shù)隨吸附量的增加百增大，這是由于載體對滌綸纖維具有增塑作用。 載體用于滌綸纖維染色初期主要是起促染作用，而在染色后期，載體的這種作用同樣可以加快纖維中染料的解吸，在滌綸纖維高溫高壓染色中使用載體主要不是進(jìn)行促染，而是利用綜加強(qiáng)染料解吸，提高高溫下的移染作用。但是載雁體使滌綸的初染率較大增加，易導(dǎo)致染料吸附不均勻。現(xiàn)在的商品勻染劑中常含有少量載體，其目的是利用載體的促染作用提高染料的上染率，或者是利用載體的高溫移染作用，提高染料的勻染性能。 1.3　載體的缺陷 (1) 載體能增大滌綸的初染率，較易導(dǎo)致不均勻吸，因此，往往需要延長染色時間以獲得勻染產(chǎn)品。 (2) 易降低染液分散穩(wěn)定性，引起染料聚集而產(chǎn)生染疵。 (3) 染色后有些載體較難去除，造成染色牢度、織物強(qiáng)力下降以及使織物產(chǎn)生對人體的刺激。 (4) 部分載體有毒有味，生物降解性差，會造成環(huán)境污染。

    2表面活性劑型助劑及作用 2.1　表面活性劑型助劑種類表面活性劑助劑可分為陰離子型、非離子型或它們的復(fù)配物。 2.1.1　陰離子表面活性劑這類助劑主要為帶芳香核的磺酸甲醛　縮合物，有萘系和酚系兩大類，萘系分散勻染劑如分散劑NNO、MF等，它們價格低廉，滿足一般分散染料的生產(chǎn)和染色工藝要求，應(yīng)用廣泛。酚系分散勻染劑的芳香核中含有很多強(qiáng)極性酚羥基，已商業(yè)化的品種有分散劑S、磺化木質(zhì)素等。 2.1.2　非離子表面活性劑它們多數(shù)系聚氧乙烯鏈烷基衍生物或多元醇型，可分為兩大類：醚類和酯類。例如：平平加O（勻染劑102，十八醇聚氧乙烯醚）、勻染劑OP（TX－10，辛烷基聚氧乙烯醚）、Dyapol N（十六烷基聚氧乙烯醚）和Niosal（脂肪酸聚氧乙烯酯）。 2.1.3 復(fù)配的表面活性劑此類表面活性劑的近年來用于滌綸纖維染色的新型助劑，其種類較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，歸納起來，主要是陰、非離子表面活性劑按一定比例復(fù)配的混合物。如Ciba公司的univadineDIF，日本第一工業(yè)制藥CikiyrsolACE的。 2.2 表面活性劑助劑的作用 2.2.1　陰離子表面活性劑的作用在染色過程中，陰離子表面活性劑結(jié)構(gòu)中疏水基能與染料粒子以范德華力結(jié)合，帶酚基陰離子表面活性劑又能與染料分子中的羥基或氨基以氫鍵結(jié)合，在染料粒子周圍形成一層強(qiáng)的負(fù)電荷層，使得染料粒子在水中相互排斥，形成分散狀態(tài)。 從分散效果來看，在相同結(jié)構(gòu)類型的分散劑中，磺化度高的分散劑其高溫分散性高，而中、低磺化度的分散劑比分子量低的分散劑高溫分散性好。分散劑的高溫分散性可按如下順序排列：分子量高的非離子分散劑＞高磺化度堿改性木質(zhì)素磺酸鈉＞中、低磺化度木質(zhì)素磺酸鈉＞萘磺酸甲醛縮合物＞分子量低的陰離子分散劑。 至于增溶作用，Datyner用11只分散劑和種分散染料研究了分散劑對分散染料的增溶作用后發(fā)現(xiàn)：木質(zhì)素磺酸鈉類分散劑對很多分散染料增溶作用不強(qiáng)，磺化度對增溶作用幾乎沒有影響，分散染料在與分散劑發(fā)生相互作用時，染料的結(jié)構(gòu)起著重要作用。當(dāng)木質(zhì)素磺酸鈉分散劑的磺化度增加時，分散劑的溶解度隨之增加，對鹽的敏感性也降低，但是這樣也會使木質(zhì)素磺酸鈉吸附分散染料的能力下降。2.2.2 非離子表面活性劑的作用非離子表面活性劑是滌綸勻染劑的常用組分，一方面因為它對染料具有增溶作用，另一方面因為它對纖維具有親和力。 非離子表面活性劑能增溶部分分散染料，是由于它們在水中能形成一定濃度的膠團(tuán)或膠束，由此提供一個憎水區(qū)，使一定數(shù)量的分散染料以單分子狀態(tài)溶解在膠束中。膠團(tuán)是獨(dú)立的小實體，其中的染料分子和溶液中的染料分子保持平衡，當(dāng)染料上染于纖維時，溶解狀的染料分子減少后，它可以迅速從膠團(tuán)中轉(zhuǎn)移出來，向水相提供染料。非離子表面活性劑通過增溶作用，使染料暫時留存在染浴中，抑制染料迅速。但是，增溶作用會降低染料的平衡上染百分率，影響染色重現(xiàn)性。 非離子表面活性劑對染料的增溶能力與非離子表面活性劑的種類有關(guān)，酯類的增溶能力比醚類要大。非離子表面活性劑對染料的增溶能力也與它的官能團(tuán)和化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，在聚氧乙烯醚類化合物中，對染料的增溶能力的順序為：三苯基苯酚＞苯乙烯苯酚＞壬基苯酚＞油醇；在聚氧乙烯醚酯類化合物中增溶能力的順序為：聚氧烷基醚油酸脂＞聚氧乙烯醚山梨糖酐油酸脂。 根據(jù)上述分析，要選擇一個比較優(yōu)良的勻染劑應(yīng)該是酯類而不是醚類。酯類的起泡性大大小于醚類，對均勻染色有利。 非離子表面活性劑之所以有勻染作用，還在于它對滌綸纖維具有親和力。對纖維親和力在的助劑，勻染性也好，染料不易凝聚。聚氧乙烯醚型表面活性劑的勻染性差（酯型結(jié)構(gòu)對滌綸的親和力大于醚型結(jié)構(gòu)）；具有苯環(huán)的表面活性劑比脂肪烴表面活性劑的勻染性要好。非離子型助劑中引入磺酸基后其勻染性有所提高，這主要是克服了非離子型表面活性劑在高于濁點(diǎn)時的凝聚作用，同時磺酸基的引入使分散能力增加，勻染性提高。 2.2.3　復(fù)配表面活性劑的增效作用。實踐證明，單一表面活性劑效果常不及復(fù)配物。表面活性劑與同類或不同類表面活性劑以及無機(jī)鹽、極性有機(jī)化合物、高分子聚合物等按比例復(fù)配，可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，從而起到提高表面活性、染浴穩(wěn)定性的作用。復(fù)配表面活性劑的增效作用可歸納為： (1) 改善高溫分散性：錢國祇等人研究了復(fù)配　表面活性劑的表面特性與高溫分散性之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了表面活性劑中加入少量的高濁點(diǎn)非離子表面活性劑中加入少量的非離子表面活性劑，使復(fù)配物的HLB值在14～20，并在大于cmc濃度下使用。可分散染料具有較好的高溫分散性。 (2) 提高濁點(diǎn)：房秀敏等人研究了同系列的非離子表面活性劑混合后濁點(diǎn)的變化及陰離子表面活性劑對非離子表面活性劑OP-8濁點(diǎn)的影響。結(jié)果表明，同系物非離子表面活性劑混合后濁點(diǎn)介于各組分之間，接近各個組分按重量百分比計算的加權(quán)平均值。加入少量的陰離子表面活性劑就可以提高非離子表面活性劑的濁點(diǎn)，此時月桂酸醇硫酸鈉比月桂酸醚碳酸鈉對濁占提高大。房秀敏等人在研究了聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑與碳酸鈉陰離子表面活性劑二元混合物的性質(zhì)以后，發(fā)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)的聚氧乙烯醚陰離子表面活性劑均使非離子表面活性劑的濁點(diǎn)提高，隨著加入濃度的增加，濁點(diǎn)提高得越多，親水性就越強(qiáng)。 (3) 改善增溶作用：宋心遠(yuǎn)等人在研究復(fù)配助劑對分散染料的增溶作用時，發(fā)現(xiàn)復(fù)配助劑LAB在低溫和高溫均具有顯著的增溶作用，其分散藍(lán)BSL吸光度的影響隨著濃度的增大而提高，特別是LAB濃度達(dá)6g/L時增加最顯著。吸收峰也向長波方向移動。而平平加O僅在低溫時有明顯的增溶作用，由于濁點(diǎn)較低，高溫時的增溶效果不明顯。 (4) 提高勻染性：錢國祇等人研究了復(fù)配表面活性劑的表面特性與分散染料在滌綸細(xì)旦纖維上勻染性的關(guān)系。研究表明：非離子表面活性劑中添加中等磺化度的陰離子表面活性劑能明顯地改善分散染料在細(xì)旦滌綸纖維上的勻染性，復(fù)配物與分散染料的HLB值應(yīng)盡量接近，使用時濃度略大于復(fù)配物的cmc，則勻染效果改善較為明顯。電解質(zhì)將使勻染性變差，必須將金屬離子除去。而復(fù)配物的濁點(diǎn)、高溫分散性對勻染性無明顯影響，但對不同結(jié)構(gòu)的染料勻染性的影響是不同的，應(yīng)加以合理選擇。

    3 展望 據(jù)資料報道，近年來國內(nèi)外出現(xiàn)了一類新型的勻染劑商品，它們具有載體和表面活性劑勻染劑多重優(yōu)點(diǎn)，且避免其不足。它既不同于芳環(huán)類載體，使初染率增加過高，又不同于表面活性劑降低上染百分率，而是在上染過程中使上染速率僅有微弱增加。在整個染色過程，其上染率可達(dá)到與傳統(tǒng)載體相當(dāng)?shù)男Ч�。這類勻染劑組分中大多數(shù)是脂肪族酯類，由于其具有與纖維相同的酯基，因此，在一定的條件下能作用于纖維，產(chǎn)生類同于載體的增塑作用，但它避免了含芳環(huán)載體的毒性和異味。由于長鏈不如芳環(huán)易進(jìn)入纖維，當(dāng)溫度升高時，滌綸纖維分子鏈熱運(yùn)動回避，分子鏈段之間相互作用減弱，間距增大，而使脂肪族酯類分子進(jìn)入其間，產(chǎn)生增塑作用，提高其遷移性。這類勻染劑的乳化組份主要是非離子勻染劑和陰離子表面活性劑的復(fù)配物，低溫時作用于染浴，起到勻染的作用。新型勻染劑符合當(dāng)前及今后“綠色加工”的要求，而且其性能優(yōu)越，顯示出良好的發(fā)展前景。滌綸超細(xì)纖維的開發(fā)成功，是紡織工業(yè)最新成就之一。超細(xì)纖維單絲的直徑僅幾微米，比羊毛和蠶絲等天然纖維更細(xì)。這種超細(xì)纖維織成的布，由于結(jié)構(gòu)緊密并具有透氣性，可以作為防水布。另一方面，超細(xì)纖維由于比表面積大，與染料相互作用的質(zhì)點(diǎn)多，因而增加了均勻染色的難度。目前，滌綸超細(xì)纖維染色助劑的開發(fā)和研究非常活躍。 近幾年，有人嘗試將勻染劑配制成微乳液進(jìn)行各種織物的染色，收到很好的效果。他們證明，將酸性染料配制成微乳液后，對尼龍66織物染色時，勻染性有所提高；在助表面活性劑（調(diào)節(jié)HLB值）的參與下，再生醋酸纖維的染色效果也得到改善。據(jù)美國專利介紹，將分散染料、載體、表面活性劑和助表面活性劑（短鏈醇）配制成微乳液，可在室溫下對滌綸纖維染色。微乳液是兩種不互溶的液體形成的熱力學(xué)穩(wěn)定的、各相同性的、外觀透明或半透明的分散體系，微觀上由表面活性劑界面膜所穩(wěn)定的一種或兩種液體的微粒所構(gòu)成。微乳液質(zhì)點(diǎn)大小在10～100nm范圍內(nèi)。這一特性用于染色，有利于染料的擴(kuò)散。目前，表面活性劑的復(fù)配理論和助劑增溶染色理論的研究日趨完善，為新一代滌綸染色助劑的開發(fā)指明了方向。

    轉(zhuǎn)自：印染在線