织物水洗色牢度与皂洗剂关系探究

染色后用的防沾污皂洗剂
活性染料、直接染料、酸性染料、分散染料等染色后都要进行水洗、皂洗,需要皂洗剂,染色后用的皂洗剂可分为单纤维织物染色后用的防沾污皂洗剂和混纺复合纤维交织物染色后用的防沾污皂洗剂。

单纤维织物染色后用的防沾污皂洗剂
目前,单纤维织物染色后用的防沾污皂洗剂主要有:纤维素纤维织物(棉、麻、粘胶、天丝等)用活性染料染色后用的皂洗剂和蛋白质纤维织物(羊毛、丝绸)用酸性染料染色后用的皂洗剂.

 活性染料染色后用的防沾污皂洗剂
活性染料色谱齐全,色泽鲜艳,广泛应用于纤维织物的染色,染色时一般需用碱剂和盐类等.活性染料有一定的上染率,即使上染固着的染料同时也会发生水解,其水解染料吸附在纤维上形成浮色.这些浮色水解染料、未与纤维键合的染料和其他助剂杂质必须经过水洗皂洗工艺去除,并且不再回沾到纤维上,从而达到一定的色牢度.经研究,水解染料、未固着的染料和助剂杂质大部分残存在织物纤维间的毛细网络水溶液中,也有部分分布在纤维内的孔道网络中.由于这两种状态的染料洗除难易不同,因此,洗涤方式和条件也不同.活性染料水洗(皂洗)过程很复杂,有物理性交换和冲稀作用,还有物理化学作用[1],对于其研究国内外都很活跃.技术人员通过模拟装置[2],按正式生产流程进行皂洗处理后,测试脱落在各槽中的染料含量,分析水解染料(浮色)的去除率.[3]实践证实,皂洗工艺可分为洗涤初始期和洗涤期两个阶段,其洗涤对象和洗涤时工艺要求见表 1.

从表 1 可以看出,洗涤初始期主要是针对电解质,应该把织物上的电解质质量浓度降低到 1~2 g/L 以下,然后再升温,并加入皂洗剂,如果皂洗时有较高的电解质质量浓度,不利于水解染料解吸,也会引起染料聚集,降低从纤维内扩散出来的速度.Luttringer 研究认为,水解染料宜采用高温皂洗.Thomsen 认为 50%高亲和性水解染料在高温(95 ℃)时被洗掉.然而乙烯砜型活性染料就不宜在碱未洗净时采用高温洗涤,更不宜采用碱浴皂洗,碱剂应在洗涤初始期用大量流水快速去除.皂洗剂在洗涤时可用关系式表示:纤维·污垢+皂洗剂葑纤维·皂洗剂+污垢·皂洗剂,其中污垢包括水解染料、染色助剂杂质.平衡式中的逆向符号表示存在的污垢再沉积于纤维表面的可能,皂洗剂如果没有防沾污效果,就会造成污垢再沉积于纤维表面,皂洗不能很好地完成.从平衡式中也可以看到,皂洗剂应与纤维有较强的亲和力,与污垢(染料、杂质)也要有较强的亲和力.
活性染料染色后用的防沾污皂洗剂主要是去除未固着的染料和水解染料.因此,防沾污皂洗剂必须具有渗透、吸附、分散、络合和洗涤五大作用[4]:(1)渗透作用,具有降低工作液界面张力,渗入浮色和纤维之间,削弱浮色在纤维上的附着力,达到去除浮色的效果;(2)吸附作用,对染色织物表面具有定向吸附作用,可能是相反电荷的离子基团产生的静电吸附作用,也可能是分子中形成氢键的吸附作用;(3)分散作用,把与浮色吸附后形成的胶体物质从纤维上脱落下来再分散到工作液中,并形成稳定的悬浮分散体系;(4)络合作用,通过螯合作用,可以屏蔽染液中的金属离子,达到防沾污效果;(5)洗涤作用,可通过螯合分散剂、表面活性剂或其复配物等达到洗涤效果.防沾污皂洗剂一般都由多种助剂复配而成,除了具有上述必须的五大作用外,在应用过程中还必须具有以下四个性能:(1)使用中泡沫要少(好是无泡)或者成泡时间要短;(2)耐硬水,不受使用厂水质的影响;(3)织物经其皂洗后不会褪变色;(4)不受皂洗温度的影响,在各种温度下都有防沾污效果.
目前,配制活性染料染色后用的防沾污皂洗剂原料大都是:(1)无机盐类;(2)聚丙烯酸类;(3)有机磷酸酯类;(4)高分子聚合物类;(5)表面活性剂类.国内外几只用于活性染料染色后用的防沾污皂洗剂见表 2.

实践证明,螯合分散剂能在活性染料染色后的皂洗中起防沾色作用.表 3 为 5 只螯合分散剂对 Ca2+、Mg2+的螯合值和防沾色效果(K/S 值).

从表 3 可知,马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)的K/S 值小,因此抗再沾污性能好.聚丙烯酸钠(PAAS)次之,它们都是羧酸类聚合物,在水中电离成阴离子后有强烈的吸附作用,吸附悬浮在水中的水解染料缔合体、低聚物和助剂杂质粒子,使粒子表面带有相同的负电荷,产生相互排斥作用,避免了颗粒间积聚、沉积,起到了防沾色效果.

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