活性染料染色大的克星竟然是H2O2
活性染料耐H202穩(wěn)定性很差,染浴中一旦有H202帶入,染料的活性基團就會遭到破壞,造成色差、色花等染疵,因而染色前必須將織物及水浴中的H202清除。生物酶脫氧法快捷有效,而且節(jié)能、減排、增效優(yōu)勢突出。
1.問題的提出
純棉針織坯布,通常帶有較多的棉纖伴生物(如蠟狀物質(zhì)、果膠物質(zhì)、灰分等),這些伴生物極大地影響棉纖維的潤濕性與染色性,所以染色前必須通過煉漂處理將其去除。針織織物由于經(jīng)紗不上浮,加之組織規(guī)格松軟,坯布的煉漂通常在染色機中進行,而后經(jīng)水洗再以活性染料染色。純棉機織物染艷亮的中淺色澤時,也常會因煉漂半制品的白度不足,在染色前再補做一次復氧漂,經(jīng)水洗后再以活性染料染色。
值得注意的是,在實際生產(chǎn)中,這種染色前氧漂經(jīng)水洗再活性染料染色的工藝模式,普遍存在著得色穩(wěn)定性差(深淺,色光),重現(xiàn)性不良,小樣放大樣失準,缸與缸之間色差明顯以及色澤不勻(色花)等問題(活性染料的染色物在服用洗滌過程中,還存在著緩慢落色的問題)。
2問題的根源
實驗得知:
無論是低溫型或高溫型活性染料,還是中溫型或熱固型活性染料,在含有H202的染浴中染色,其得色深度都會明顯下降,僅下降幅度不同。而且,H202含量越高,下降幅度越大。各種類型的活性染料,在浸染染色中耐H202的穩(wěn)定性都比較差。
究其原因有二:
(1)部分染料的發(fā)色團或活性基,遭到H202的破壞,使染料消色或失去上染能力。
(2)部分染料-纖維素的結合鍵發(fā)生了斷裂,使已上染的染料脫落(一般說活性基的化學活性越強,染料-纖維鍵越容易斷裂)。這可從以下實驗中得到證實。
實驗方法:
將深度為1.25%(o.w.f)的活性染料染色樣布一分為二(各重2克),分別置入浴比1:50不含染料的染色助劑浴中(六偏磷酸鈉1.5g/L,食鹽40g/L,固色堿劑:中溫型和高溫型染料為純堿20g/L,低溫型染料為純堿5g/L+固體燒堿lg/L),其中之一外加100%H20210mg/L,而后分別按染料類型所要求的染色溫度處理50min,凈洗。
以不加H202的處理樣深度作參比樣(100%),與加H202的處理樣深度相對比較。處理樣的相對深度以DatacolorSF,600x測色儀檢測。
表1各類活性染料與纖維素結合點的耐H202穩(wěn)定性
染料類型 |
染料名稱 |
100%H202濃度( mg/L) |
|||
0 |
10 |
||||
樣布殘留深度 |
殘液色澤深度 |
樣布殘留深度 |
殘液色澤深度 |
||
中溫型 |
活性紅M-3BE 活性蘭M-2GE 活性嫩黃6GLN 活性翠蘭BGFN |
100 100 100 100 |
淡紅色 微蘭色 微黃色 淡蘭色 |
97 .58 96. 11 95. 62 93 .99 |
淺紅色 淺蘭色 淡黃色 淺蘭色 |
高溫型 |
活性嫩黃H-E4C 活性紅H-E3B 活性蘭H-ERD 活性藏青H-ER |
100 100 100 100 |
微黃色 淡紅色 微蘭色 微蘭色 |
95 .76 96. 42 99 .10 95. 89 |
淡黃色 淺紅色 微蘭色 淺蘭色 |
低溫型 |
活性黃L-3R 活性深紅L-4B 活性藏青L-3C 活性黑L-W |
100 100 100 100 |
淡黃色 淡紅色 淡蘭色 淡灰色 |
98. 89 97. 82 98. 81 100. 07 |
淡黃色 淺紅色 淺蘭色 紅光淡灰色 |
注:中溫型染料為上海紡科化工公司產(chǎn)品,高溫型染料為臺灣永光化學工業(yè)股份產(chǎn)品,低溫型染料為上海安諾其紡織化工股份產(chǎn)品。
表1數(shù)據(jù)顯示:
在含H202的染浴中,各種類型的活性染料與纖維素纖維業(yè)已形成的結合鍵,也會產(chǎn)生一定程度的“斷鍵”現(xiàn)象。但從整體上看,其“斷鍵”程度相對較小。這說明H202對活性染料染色結果(減色,變色)的影響,主要是因染料的發(fā)色團或活性基遭到破壞所致。
從以上實驗分析可知:
(1)活性染料耐H202穩(wěn)定性差,是染色前進行氧漂經(jīng)水洗再活性染料染色,容易產(chǎn)生色澤不穩(wěn)定問題的癥結所在。這是由于織物在噴射溢流染色機或氣流染色機中繩狀氧漂后,織物中包含的H202通常難以徹底洗凈,一旦帶人后道染浴中,必然造成色澤(深淺,色光)的波動。
(2)活性染料與纖維素纖維的結合鍵所存在的氧化性“斷鍵”現(xiàn)象,是活性染料的染色物在服用洗滌過程中會產(chǎn)生逐漸落色的根源。這是因為,常用洗劑中一般都含有過硼酸鈉、過碳酸鈉等氧化物,它們會不同程度地催化活性染料與纖維素纖維結合鍵斷裂的緣故。
3問題的應對
消除H202對活性染料染色結果的負面影響,行之有效地應對舉措有二:
3.1洗滌脫氧法
染色前煉漂或氧漂后,采用熱水洗→熱水洗→溢流冷水洗,確認H202已充分洗盡后,方可以活性染料染色。
該法耗能大,排污多,成本高,顯然不符合當今“節(jié)能,減排,增效”的染整理念。
3.2生物脫氧法
染色前煉漂或氧漂后,采用冷水洗→中和、脫氧、染色一浴法工藝。
(1)本工藝所用生物酶為過氧化氫酶。它是由非病原性的微生物經(jīng)深度發(fā)酵制成的。它具有專一性,只和H202起作用,能快速將H202分解成水和氧氣:2H202→過氧化氫酶→H20+02,面對織物,染料、助劑(表面活性劑)相容性好,不起任何作用。
過氧化氫的佳實用條件為:溫度35~50℃,pH值6.5~7.5,濃度諾和R過氧化氫酶10L 0.25~0.5g/L(根據(jù)需要)。
(2)生物酶脫氧法的操作過程(以噴射溢流機為例):
① 織物經(jīng)煉漂或漂白后,放掉漂液。
② 先用冷水洗滌約10min,排掉洗水。
③ 加入清水,邊運轉邊加入適量醋酸,調(diào)PH至6.5-7.5,同時升溫至40-50℃(根據(jù)需要)。
④ 加入生物酶,運轉脫氧10-20min,不排液。
⑤ 加入染色用助劑,染料,調(diào)溫至染料所需要的溫度,并保溫染色。
(3)過氧化氫酶可快捷有效地去除殘留的H202,即使?jié)舛冗^量也不會給織物或染色造成負面影響,而且H202分解后只生成水和氧氣,不產(chǎn)生有害物質(zhì),因而它是一個全新的綠色工藝。
(4)由于該工藝在氧漂后,只需要做一道冷水洗,中和脫氧染色可同浴進行,所以,與洗滌脫氧法相比,它具有突出的“節(jié)能,減排,增效”優(yōu)勢。經(jīng)測標,時間可節(jié)省50%,清水可節(jié)省70%,用電可節(jié)省50%,用汽可節(jié)省20%。
4結語
活性染料對H202非常敏感。染浴中一旦有H202存在(即使?jié)舛群艿停┗钚匀玖系幕钚曰蚓蜁煌潭鹊卦獾狡茐?,從而產(chǎn)生明顯的色差,色花的染疵。因此,染色前徹底清除織物及其水浴中殘留的H202異常重要,而采用過氧化氫酶脫氧,是佳的工藝選擇,不僅脫氧快捷有效,而且還具有顯著地“節(jié)能,減排,增效”綜合效果。
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