纺织导报-活性染料低(无)盐染色的发展.pdf
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1、S p e c i a lF e a t u r e 活性染料低( 无) 盐染色的发展 D e v e l o p m e n to fL o w s a l t ( S a l t - f r e e ) D y e i n gw i t hR e a c t i v eD y e s 0 性染料因其优异的染色性能得以广泛应用。但染色过程中为提高染 ,口料上染率及固色率使用大量无机盐带来了环境污染。本文从低盐活 性染料纤维素纤维的改性及无盐染色助剂开发等3 个方面概要的阐述了 低盐染色技术的研究进展,并从湿短蒸工艺、无盐轧蒸连续工艺和冷轧堆 工艺分析了活性染料的低( 无) 盐的染色工艺发展。
2、 R e a c t i v ed y e sa f eu s e dw i d e l ya st h e i re x c e l l e n td y e i n gp r o p e r t i e s B u tal a r g e a m o u n to fs a l tw h i c hc a u s e se n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o ni su s e dt oi m p r o v ed y e s u p t a k e sa n df i x a t i o n T h i sa r t i c l es y s t
3、 e m a t i c a l l yd i s c u s s e st h ep r o g r e s si n t h ed e v e l o p m e n to fl o w s a l td y e i n gt e c h n o l o g yf r o mt h r e ea s p e c t s :l o w - s a l t r e a c t i v ed y e s ,m o d i f i c a t i o no fc e l l u l o s ef i b e ra n dr e s e a r c h i n go fs a l t - f r e
4、 ed y e i n g a u x i l i a r i e s M e a n w h i l e ,t h ed e v e l o p m e n to fl o w s a l t ( s a l t f r e e ) d y e i n gw i t h r e a c t i v ed y e si sd i s c u s s e dt h r o u g ha n a l y z i n gw e ts h o r t - s t e a m i n gp r o c e s s ,s a l t - f r e ec o n t i n u o u sp a d s
5、t e a md y e i n gp r o c e s sa n dc o l dp a d d i n gp r o c e s s 1 活性染料染色现状 我国纺织行业年耗水量超过1 0 0 4 L t ,废水排放量占全国各行业的第六 位。其中印染行业又是纺织行业中的 废水排放大户,每天大约有4 0 0 万t 的 废水排放,政府每年需花费大量的资 金进行污水处理。我国“十五”规划 纲要指出,“十一五”期间单位国内生 产总值能耗降低2 0 左右,主要污染 物排放总量减少1 0 。推动节能减排 政策是建设资源节约型、环境友好型 社会的必然选择。印染行业的低盐染 作者简介:房莉,女。1 9 8
6、 3 年生,在读硕 士,北京,1 0 0 0 2 9 。 通讯作者:陈英,教授, E m a i l :y i a g c h e n 0 2 0 9 1 6 3 C O I l l 。 作者单位:北京服装学院材料科学与工 程学院。 色、冷轧堆染色及湿短蒸染色等促进 了节能减排的实现。 活性染料以分子结构简单、色泽 鲜艳、色谱齐全、使用方便、成本较低 等优点而著称。自1 9 5 6 年合成染料推 向市场以来,经过半个世纪的发展, 活性染料在我国已成为仅次于分散染 料的第二大类染料,成为在纤维素纤 维上应用最广泛的一类染料。目前世 界上纤维素纤维用活性染料的年产量 达到2 5 万t 左右,约占世
7、界染料总年 产量的2 0 ,另外,活性染料新品种 的开发速度在各类染料中名列前茅。 活性染料染色目前存在的突出 问题是竭染率和固色率较低,如单活 性基的活性染料固色率只有5 0 一 6 0 ,双活性基及多活性基活性染料 固色率有很大提高,最高达9 0 左 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 1 0 文房莉陈英 右,但实际应用时大部分在8 0 左 右,这是因为活性染料与纤维共价键 结合的同时发生水解反应。另外,活 性染料中含有的水溶性基团,在水中 能电离成染料阴离子,而纤维素纤维 在染浴中一般带有负电荷,故染色过 程中染料与纤维之间存
8、在着静电斥 力,这将大大影响上染率。为此,染色 时需加入大量无机盐( 氯化钠或硫酸 钠) ,以起到抑制棉纤维表面负电荷 聚集和促进染料的吸附作用。 随着活性染料染色的发展,所带 来的废水排放问题也受到越来越多的 关注。活性染料染色废水主要有两大 来源,一是活性染料与纤维反应的同 时,还能与水发生水解反应。水解产 物一般不能再与纤维发生反应,从而 降低染料的利用率,染色后水洗液中 有较多的染料,造成水资源的污染。 另一方面从生态角度来讲,大量无机 盐的加入,不能通过简单的物理化学 及生化方法加以处理。高含盐量的印 染废水排放直接改变了江河湖泊的永 质,破坏了水的生态环境,而盐分的 高渗透性将导致
9、江湖周围的土质盐碱 化,降低农作物的产量。工业污水处 理当中,含盐废水的处理难度要远远 高于水解的染料。 在传统的活性染料染棉工艺中, 存在染料利用率低,用盐量大,染色 废水处理负担重等一系列问题。为此, 近年来国内外大力研究如何减少盐用 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark S p e c i a lF e a t u r e 量,进行低盐甚至无盐染色研究。 2 活性染料低( 无) 盐染色研究 2 1 低盐活性染料的开发 从染料的化学结构看,要实现低
10、盐或无盐染色,应减少活性染料的离 子基数目或者增加活性染料与纤维素 纤维的反应性。近年来已开发直接性 高和对盐依存性低的低盐染色用活 性染料,达些染料在结构上都具有高 空间位阻效应,且大多有较高的直接 性,在保证染料溶解性和匀染性的前 提下,磺酸基的数目较少,而且很少处 于染料分子的中央位置;有些在染料 结构中含有阳离子基团。 日本住友公司推出的S u m i f i x S u p r a 系列染料,就是由一氯均三嗪和 B 一乙基砜硫酸酯结合在一起的异双 活性基阳离子型活性染料,直接性和 固色率高,用于低盐染色显示了优异 的性能。国外采用一氟均三嗪作为活 性基的阳离子活性染料已有报道,但 由
11、于此类染料中间体对设备腐蚀严重 并且不符合环保要求,所以含氟活性 染料还有待进一步的研究。阳离子染 料对纤维素纤维的实际染色并不适 用,主要是因为它的耐光牢度很差,目 前研究中有选择吡啶基团作为增溶性 基团代替传统的阴离子增溶基团,可 以实现低盐或无盐染色,从而又能解 决色光变化的问题。 上述含有双活性或多活性基的 低盐活性染料,具有很高的直接性和 活性,容易染色不均,且会增加染料 的用量,成本加大,因此改变染料结 构不能根本上实现无盐染色。 2 2 纤维素纤维的改性实现低 ( 无) 盐染色 棉纤维阳离子化是一种比较直 接有效解决活性染料染色问题的途 径之一,通过化学结合或物理吸附使 阳离子化
12、合物固着在纤维上,提高染 料的竭染率和固色率,在染色过程中 减少甚至不使用无机盐。实现方法有 两种一是通过在纤维素纤维上接 具有反应性的胺类化合物,二是用季 胺盐在碱性条件下对棉织物进行预 处理。 阳离子化试剂的典型代表为胺 或季胺的环氧化合物,开发较早并一 直沿用至今,广泛用于织物印花和树 脂整理,在碱性条件下可与棉纤维反 应,形成醚键,使纤维阳离子化。这类 改性剂渗透性好,利于匀染,但存在 分子量小、直接性差、用量大等缺点, 所以人们趋向于研究大分子和聚合物 的多活性基阳离子试剂。除了环氧类 含氮化合物,还有以下几种:一氯均三 嗪型季铵盐化合物、氮杂环丁烷阳离 子化合物、N 一羟甲基丙烯酰
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