各种匀染剂的原理与应用
匀染剂应具备:
(相关资料图)
能使染料缓慢的被纤维吸附(具有缓染作用);如果染色不均匀,可使染料从深色部分向浅色部分移动(具有移染作用);不降低染色坚牢度。
匀染剂根据作用原理不同可分为:亲纤维性匀染剂、亲染料性匀染剂以及染料和纤维都具有亲合性的匀染剂。
1、亲纤维性匀染作用原理
当匀染剂对纤维的亲和力大于染料对纤维的亲和力时,匀染剂与染料对纤维发生竞染作用。匀染剂优先与纤维结合,占据了纤维上的染色座席,阻碍了染料与纤维的结合,延缓了染料的上染。但结合力没有染料分子强,随着染浴温度的升高,染料又逐渐从纤维上将匀染剂置换下来,而最终使染料占据了染色座席,从而达到匀染的目的。
缓染作用:匀染剂优先与纤维结合,占据了纤维上的染色座席,阻碍了染料与纤维的结合,延缓了染料的上染。
这类亲纤维性的匀染剂,一旦染色操作完成之后,染料就固着于纤维上不能移动,所以没有移染的能力。对纤维具有亲和力的匀染剂,称为亲纤维性匀染剂。
亲纤维性匀染作用常常在下列染色过程中:
① 阴离子性的匀染剂在天然纤维、锦纶纤维的染色过程;
② 阳离子性的匀染剂腈纶的染色过程。
在腈纶染色中使用阳离子型匀染剂时,匀染剂和染料对纤维的酸性基进行竞染,并先于染料占据纤维上的染色座席,在染色初期阶段起着抑制染料吸收的作用,升温过程中匀染剂解吸而使染料分子慢慢上染色座席,达到均匀染色的结果。
对纤维具有亲和力的匀染剂中,用于天然纤维、锦纶纤维的是含有酸性基团的阴离子表面活性剂,它们主要是磺化油和高级醇硫酸酯钠盐。
用于腈纶的阳离子表面活性剂,主要是季铵盐类。
2、亲染料性匀染剂作用原理
匀染剂对染料的亲和力大于染料对纤维的亲和力时,在染料被纤维吸附之前,匀染剂先拉住染料,并随之结合生成某种稳定的聚集体,染料必须脱离匀染剂才能与纤维结合,从而降低了染料迁移率和扩散速度,延缓了染色时间。在高温时,这种稳定的聚集体与纤维接触,产生分解作用,然后又释放出染料,再使染料与纤维结合,从而达到匀染的目的。
缓染作用:匀染剂与染料结合,阻碍了染料与纤维的结合,延缓了染料的上染的织物,可将深浓色泽上的部分染料拉回到染浴中,再转移到浅谈色泽上,达到匀染。所以这种匀染剂具有移染作用,那么就可以当作剥色剂来使用。
亲染料性匀染剂主要是聚乙二醇醚型非离子型表面活性剂,这种匀染剂的亲染料性是由于聚乙二醇的醚键易于同染料上的羟基和氨基的氮原子相结合所致。
亲染料性匀染作用常常在下列染色过程中:
(1)酸性染料染羊毛
亲染料性匀染机理:(A)生成氢键 (B)生成盐
(A) 生成氢键:
聚氧乙烯型非离子型表面活性剂(如匀染剂O),匀染剂中的醚键首先与水形成氢键结合,然后再与染料分子反应,生成活性比较小的氢键,氢键加成物在高温下分解再放出染料。
(B)生成盐:
聚氧乙烯型非离子型表面活性剂(如匀染剂O),匀染剂与染料以盐形式相结合,盐在高温下分解再放出染料。
(2)还原染料的染色过程
匀染的原因是聚乙二醇醚与还原染料隐色酸的阴离子借助于氢键生成加成物,或生成盐对染料具有亲和力的匀染剂,主要有脂肪醇和烷基苯酚的羟乙基化产物,如高级醇聚氧乙烯醚和烷基苯酚聚氧乙烯醚等。
(3) 直接染料的染色
在直接染料的染色中,非离子型匀染剂也可起到匀染作用,其作用机理同上所述。
3、染料和纤维都具有亲合性(双亲型)
脂肪酸与蛋白质的缩合物(如雷米邦)及聚氧乙烯脂肪酸与蛋白质分解产物的拼合物等都属于这种类型。
腈纶纤维在合成纤维中是比较难于染色的一种纤维,常常采用丙烯腈与其他组分共聚的方法来改进染色性能,因此腈纶的品种很多,而且由于共聚成分、共聚方法和纺丝条件的不同,使纤维在染色性能上有很大差别。
根据腈纶纤维的染色性能,可将腈纶分成两大类型:酸性型腈纶纤维、碱性型腈纶纤维
酸性型腈纶是当前最广泛采用的,主要用阳离子染料进行染色。
酸性型腈纶阳离子染料染色的缺陷
腈纶用阳离子染料进行染色时,由于阳离子染料对纤维亲和力大,染色牢度好,但匀染性差,尤其是采用两种或两种以上染料拼色时会发生竞染现象,很容易染花。
一般使用的阳离子染料都只适合于较窄的染色温度范围,而被腈纶纤维吸尽的速度又较快,若不采用适当措施延长吸尽过程所需时间,染色就难于均匀,尤其是在浅色时更加严重。由于染料和纤维之间的亲和力较大,虽然可以进行高温沸煮,但也无法使之重新均匀。
1、阳离子型匀染剂
机理为亲纤维性匀染作用,匀染剂和染料对纤维的酸性基进行竞染,并先于染料占据纤维上的染色座席,在染色初期阶段起着抑制染料吸收的作用,升温过程中匀染剂解吸而使染料分子慢慢染上座席,达到均匀染色的效果。
常见阳离子匀染剂
常采用季铵盐类阳离子型表面活性剂,分子量一般为300~500,它们多是高碳烷基三甲基氯化铵的衍生物,烷基碳数一般为16~18。常用的有匀染剂1227、匀染剂DC
匀染剂1227
匀染剂1227为无色至淡黄色液体,是十二烷基苄基二甲基氯化铵。它易溶于水,1%水溶液的 pH值为 6~8,耐酸及硬水。是阳离子染料染色的缓染、匀染剂和杀菌消毒剂,也可作织物柔软剂和抗静电剂。
匀染剂DC
匀染剂DC为微黄色膏状物,是十八烷基二甲基苄基氯化铵,溶于水,1%水溶液的pH值约为6.5,耐酸、硬水和无机盐,不耐碱,对腈纶具有强亲和力,对阳离子染料染色有良好的匀染性能,主要作阳离子染料腈纶染色匀染剂,并赋予腈纶柔软的手感。
2、阴离子型匀染剂
阴离子型匀染剂对阳离子染料具有亲和力。机理是亲染料匀染作用。匀染剂阴离子与染料阳离子在水溶液按下式形成络合物。
阴离子匀染剂的作用
降低染料浓度:降低了自由的阳离子染料浓度,较不加阴离子匀染剂时显著减少