杭彩云

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院 環(huán)境與材料工程系，江蘇 江陰 214405）

活性染料自問(wèn)世以來(lái)，因色譜齊全、色澤鮮艷、色牢度好、使用方便、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)得到迅速發(fā)展，成為纖維素纖維染色的首選染料。但是活性基團(tuán)需在堿性條件下才能與纖維發(fā)生共價(jià)鍵的結(jié)合，導(dǎo)致活性染料發(fā)生水解，在纖維表面形成浮色。去除浮色需要經(jīng)過(guò)高溫皂洗、多道水洗，否則浮色會(huì)影響紡織品的服用性能。為了降低凈洗溫度、減少水洗次數(shù)和提高凈洗效果，活性染料凈洗劑的開(kāi)發(fā)和凈洗工藝的研究一直以來(lái)都是科研人員關(guān)注的課題。本文將織物采取高溫HE 型活性染料染色后，選擇5 種類(lèi)型凈洗劑洗滌，通過(guò)測(cè)定K/S 值、洗液吸光度、耐皂洗牢度和摩擦牢度，比較凈洗劑的凈洗效果。

1 試驗(yàn)

1.1 材料及儀器

織物：純棉煮漂針織物，165g/m2（無(wú)錫太平針織有限公司）。

藥品：活性染料黃HE4R、紅HE3B、深蘭HER、翠蘭HA、蘭HERD、艷蘭HEGN（上海虹固化學(xué)工業(yè)有限公司）；凈洗劑XC-W[巴斯夫（中國(guó)）化工有限公司]；凈洗劑SDS（無(wú)錫市華東化學(xué)試劑有限公司）；凈洗劑AST、C18EO20、BS-12（上海佳和化工有限公司）；勻染劑DY（上海佳和化學(xué)有限公司）；元明粉、純堿（無(wú)錫凱利富達(dá)貿(mào)易有限公司）。

儀器：Datacolor 650 電腦測(cè)色配色儀[德塔顏色商貿(mào)（上海）有限公司]；AD-24 常溫小樣染色機(jī)（鶴山精湛染整設(shè)備廠有限公司）；FA2004 電子天平（上海圣科儀器設(shè)備有限公司）；M11-2 摩擦牢度儀（溫州大榮紡織儀器有限公司）；SW-12 耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)（無(wú)錫紡織儀器廠）；722 型可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海光譜儀器有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 染色

1.2.1.1 染色工藝處方

活性染料X/%（omf）5.0

勻染劑DY/（g/L）1

元明粉/（g/L）80

純堿/（g/L）20

浴比1∶20

1.2.1.2 染色工藝

染色工藝曲線如圖1 所示。

圖1 染色工藝曲線

1.2.1.3 染色后凈洗工藝

織物經(jīng)染色結(jié)束排液后，冷水洗5min，加入2g/L凈洗劑95℃皂洗15min 后經(jīng)70℃熱水洗10min，再經(jīng)過(guò)2 道冷水洗各5min，經(jīng)脫水后晾干染色織物。

1.2.2 K/S 值的測(cè)定

在Datacolor 電腦測(cè)色配色儀上，對(duì)凈洗前和凈洗后的樣品進(jìn)行測(cè)試，每塊染色織物測(cè)5 次，記錄K/S值，取平均值。凈洗前和凈洗后的ΔK/S 越大，表示凈洗過(guò)程中纖維上的浮色被去除越多，凈洗的效果越佳。

1.2.3 吸光度的測(cè)定

收集凈洗殘液和各道水洗液并定容，然后在各自染料的最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度（Abs）[1]。洗液吸光度越大，說(shuō)明溶液中染料濃度越高，反映出纖維上的染料被洗下來(lái)越多，凈洗的效果越好。

1.2.4 耐皂洗牢度和摩擦牢度的測(cè)定

耐皂洗色牢度按GB/T 3921—2008 方法測(cè)定，摩擦牢度按GB/T 3920—2008 方法測(cè)定，測(cè)試后評(píng)定耐皂洗牢度棉布沾色和干濕摩擦牢度沾色。

2 結(jié)果及討論

2.1 凈洗劑對(duì)活性黃HE4R 染色織物凈洗效果的影響

織物經(jīng)過(guò)活性黃HE4R 染色后，用5 種凈洗劑分別進(jìn)行洗滌，收集所有洗液并定容成相同體積，在HE4R 最大吸收波長(zhǎng)440nm 處測(cè)定吸光度，染色織物凈洗效果的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 凈洗劑對(duì)HE4R 染色織物凈洗效果的影響

從表1 可以看出，織物ΔK/S 和洗液Abs 排序均為：XC-W ＞AST ＞SDS ＞C18EO20 ＞BS-12，耐皂洗牢度排列順序?yàn)椋篨C-W=AST ＞SDS ＞C18EO20=BS-12，摩擦牢度綜合排列順序?yàn)椋篨C-W=AST=SDS ＞C18EO20=BS-12。經(jīng)綜合凈洗效果檢測(cè)指標(biāo)后認(rèn)為，5 種凈洗中XC-W 對(duì)活性黃HE4R 染色織物的凈洗效果最佳，BS-12 最差。

2.2 凈洗劑對(duì)活性紅HE3B 染色織物凈洗效果的影響

織物經(jīng)過(guò)活性紅HE3B 染色后，用5 種凈洗劑分別進(jìn)行洗滌，收集所有洗液并定容成相同體積，在HE3B 最大吸收波長(zhǎng)530nm 處測(cè)定吸光度，染色織物凈洗效果的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 凈洗劑對(duì)HE3B 染色織物凈洗效果的影響

從表2 可以看出，織物ΔK/S 和洗液Abs 排序均為：XC-W＞AST＞SDS＞C18EO20＞BS-12，耐皂洗牢度排序?yàn)椋篨C-W＞AST＞SDS＞C18EO20=BS-12，摩擦牢度綜合排序?yàn)椋篨C-W=AST＞SDS=BS-12=C18EO20。XC-W 和AST 基本能達(dá)到國(guó)標(biāo)規(guī)定的耐皂洗牢度3～4 級(jí)要求，其他3 種凈洗劑不能滿(mǎn)足產(chǎn)品要求。

2.3 凈洗劑對(duì)活性深蘭HER 染色織物凈洗效果的影響

織物經(jīng)過(guò)活性深蘭HER 染色后，用5 種凈洗劑分別進(jìn)行洗滌，收集所有洗液并定容成相同體積，在染料最大吸收波長(zhǎng)610nm 處測(cè)定吸光度，染色織物凈洗效果的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 凈洗劑對(duì)HER 染色織物凈洗效果的影響

從表3 可以看出，織物ΔK/S 和洗液Abs 排序均為：XC-W＞AST＞SDS＞C18EO20＞BS-12，耐皂洗牢度排序?yàn)椋篨C-W＞AST＞SDS＞BS-12=C18EO20，摩擦牢度綜合排序?yàn)椋篨C-W=AST＞SDS=BS-12=C18EO20。耐皂洗牢度效果最好的XC-W 為4～5 級(jí)；而B(niǎo)S-12、C18EO20為2～3級(jí)，說(shuō)明凈洗過(guò)程中大量的浮色沒(méi)有被洗除，這2 種凈洗劑的洗滌效果不佳。經(jīng)綜合凈洗效果檢測(cè)指標(biāo)后認(rèn)為，XC-W 效果最好，其次是AST。

2.4 凈洗劑對(duì)活性翠蘭HA 染色織物凈洗效果的影響

織物經(jīng)過(guò)活性翠蘭HA 染色后，用5 種凈洗劑分別進(jìn)行洗滌，收集所有洗液并定容成相同體積，在染料最大吸收波長(zhǎng)670nm 處測(cè)定吸光度，染色織物凈洗效果的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 凈洗劑對(duì)HA 染色織物凈洗效果的影響

從表4 可以看出，織物ΔK/S 和洗液Abs 排序均為：XC-W＞AST＞SDS＞C18EO20＞BS-12，耐皂洗牢度排序?yàn)椋篨C-W＞AST＞SDS=C18EO20=BS-12，摩擦牢度綜合排序?yàn)椋篨C-W＞AST＞SDS=C18EO20＞BS-12。在5 種凈洗劑中，只有XC-W 的效果能符合國(guó)標(biāo)規(guī)定的耐皂洗牢度3～4 級(jí)要求，其他的4 種凈洗劑不能用于活性翠蘭HA 染色后凈洗。分析認(rèn)為，翠蘭HA 染料母體為銅酞菁結(jié)構(gòu)，分子中含有比較少的水溶性基團(tuán)，染料對(duì)纖維的親和力比較大，從纖維上不容易被清洗下來(lái)，同時(shí)，清洗下來(lái)的染料分子還容易返沾到纖維上，所以不具備防沾功能的凈洗劑凈洗后的皂洗牢度比較差。因此，在5 種凈洗劑中只有XC-W 可以作為翠蘭HA染色后的凈洗劑。

2.5 凈洗劑對(duì)活性蘭HERD 染色織物凈洗效果的影響

織物經(jīng)過(guò)活性蘭HERD 染色后，用5 種凈洗劑分別進(jìn)行洗滌，收集所有洗液并定容成相同體積，在HERD 最大吸收波長(zhǎng)620nm 處測(cè)吸光度，染色織物凈洗效果的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 凈洗劑對(duì)HERD 染色織物凈洗效果的影響

從表5 中可以看出，織物ΔK/S 和洗液Abs 排序均為：XC-W＞AST＞SDS＞C18EO20＞BS-12，耐皂洗牢度排序?yàn)椋篨C-W=AST＞SDS＞BS-12=C18EO20，摩擦牢度綜合排序?yàn)椋篨C-W=AST＞SDS=BS-12=C18EO20。經(jīng)綜合凈洗效果檢測(cè)指標(biāo)后認(rèn)為，XC-W 和AST 凈洗效果比較好。

2.6 凈洗劑對(duì)活性艷蘭HEGN 染色織物凈洗效果的影響

織物經(jīng)過(guò)活性艷蘭HEGN 染色后，用5 種凈洗劑分別進(jìn)行洗滌，收集所有洗液并定容成相同體積，在染料最大吸收波長(zhǎng)625nm 處測(cè)定吸光度，染色織物凈洗效果的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 凈洗劑對(duì)HEGN 染色織物凈洗效果的影響

從表6 中可以看出，織物ΔK/S 和洗液Abs 排序均為：XC-W＞AST＞SDS＞BS-12＞C18EO20，耐皂洗牢度排序?yàn)椋篨C-W＞AST＞SDS=BS-12＞C18EO20，摩擦牢度綜合排序?yàn)椋篨C-W=AST＞SDS=C18EO20=BS-12。經(jīng)綜合凈洗效果檢測(cè)指標(biāo)后認(rèn)為，凈洗效果最好的是XC-W。

2.7 小結(jié)

將織物分別采取6 種高溫活性染料染色后，分別用5 種凈洗劑進(jìn)行洗滌。從凈洗效果數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，凈洗劑XC-W、AST 的效果比SDS、BS-12、C18EO20效果好。

活性染料的凈洗過(guò)程，纖維表面和孔道中未固著的染料或者水解染料從纖維上解吸，在凈洗劑增溶和絡(luò)合作用下分散在水溶液中。但是洗脫下來(lái)的染料對(duì)纖維還具有親和力，容易返沾至纖維上。水解染料的解吸和返沾存在動(dòng)態(tài)平衡，因此，活性染料的凈洗劑不僅要具有解吸能力，還應(yīng)有抑制水解染料返沾功能。

AST 的主要成分為馬丙聚合物，具有比較好的螯合、分散能力[2-3]，能夠?qū)⑺馊玖舷疵撓聛?lái)，在HE4R、HERD 上表現(xiàn)出較好的棉布沾色牢度。XC-W 主要成分為聚乙烯吡咯烷酮，不僅能與纖維上解吸的水解染料絡(luò)合，提高水解染料在凈洗液中的溶解度，降低水解染料與纖維之間的親和力，還能通過(guò)PVP 中的正電荷與活性染料中的負(fù)電荷相互吸引作用，抑制水解染料的返沾吸附[4-5]。在HA 上，XC-W 的凈洗效果最佳。

SDS（十二烷基硫酸鈉）是陰離子表面活性劑，C18EO20（十八烷基聚氧乙烯醚）是非離子表面活性劑，BS-12（十二烷基二甲基甜菜堿）是兩性表面活性劑。這3 種類(lèi)型凈洗劑不僅凈洗效果不理想，而且凈洗過(guò)程中出現(xiàn)大量泡沫，而泡沫在大生產(chǎn)時(shí)不易被洗凈，要洗凈泡沫就需要對(duì)應(yīng)耗費(fèi)大量的水，造成水資源的浪費(fèi)和成本提升，還會(huì)影響布面效果。

3 結(jié)語(yǔ)

織物經(jīng)過(guò)高溫活性染料染色后，選用5 種類(lèi)型凈洗劑進(jìn)行洗滌，凈洗效果從優(yōu)到劣排序?qū)?yīng)為：XC-W、AST、SDS、C18EO20、BS-12。單組分的SDS、C18EO20、BS-12 凈洗時(shí)有大量泡沫產(chǎn)生，不利于大生產(chǎn)，所以為了提高凈洗效率，工業(yè)用凈洗劑要進(jìn)行復(fù)配。