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滌綸纖維是當(dāng)今使用領(lǐng)域最廣、產(chǎn)量最大的合成纖維。由于組成滌綸纖維的聚酯高分子結(jié)構(gòu)緊密，且疏水性較強(qiáng)，不能象其它纖維那樣常壓染色，而必須采用分散染料以高溫方式進(jìn)行染色。另外，為節(jié)約資源，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，多采用滌綸的快速染色方法，但快速染色往往不易勻染，需要加入有優(yōu)良分散性的勻染劑，以使染料不發(fā)生凝聚，有優(yōu)良的移染性能。染料的物理形態(tài)不同對(duì)其在水中的溶解度、高溫分散穩(wěn)定性均有很大的影響，并直接影響其勻染性、上染率、提升性等染色性能，尤其對(duì)滌綸超細(xì)纖維更是如此。為此在滌綸超細(xì)纖維染色時(shí)常需添加專(zhuān)用的高溫分散劑、高溫分散勻染劑等助劑，以改善染色均勻性。

1 勻染劑的分類(lèi)及其要求

根據(jù)對(duì)染料和纖維的親合力，一般可將勻染劑分為兩大類(lèi)：

1．1對(duì)纖維具有較大親合力的親纖維型勻染劑

親纖維型勻染劑是基于它對(duì)纖維的增塑作用，以加快染料在纖維中的擴(kuò)散，使染料的上染速率和解吸速率都增加，通過(guò)增強(qiáng)移染作用來(lái)達(dá)到勻染目的。但這類(lèi)勻染劑在染色初期非但不起勻染作用，反而會(huì)促進(jìn)染色不均，只有在染色時(shí)間延長(zhǎng)，移染速率加快后，才有勻染效果。

1．2對(duì)染料具有較大親合力的勻染劑 

親染料型勻染劑能與染料形成締合物，使染料分子聚集增大，減慢纖維對(duì)染料的吸附，降低其上染率，從而起到勻染作用，但這類(lèi)勻染劑在高溫時(shí)其分散性能可能較差。

勻染劑的性能將直接影響到染色織物的質(zhì)量好壞。通常，對(duì)分散勻染劑的組成及性能要求為：

(1)低溫時(shí)具有很好的分散性； 

(2)升溫時(shí)能使染料緩慢地向纖維吸附(具有緩染作用)； 

(3)高溫時(shí)如果染色不勻，可使深色部分的染料向淺色部分移動(dòng)(具有移染作用)；

(4)不降低染色牢度。

2 不同分散勻染劑的分散勻染原理

2．1 陰離子型分散勻染劑

2.1 陰離子型分散勻染劑可在染料粒子表面吸附形成一層強(qiáng)的陰電荷層，由于帶電染料粒子之間存在強(qiáng)烈的靜電斥力而形成穩(wěn)定的分散狀態(tài)。

2．2非離子分散勻染劑 

非離子分散勻染劑分子結(jié)構(gòu)中含有大量的聚乙二醇鏈段。表面活性劑分子具有不對(duì)稱(chēng)的兩親結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)鏈?zhǔn)杷c水有相互排斥的作用，即所謂的親脂疏水效應(yīng)。表面活性劑在濃度高于CMC時(shí)，表面活性劑存在于水中的濃度顯著增大，疏水基之間的色散力使其相互作用從單個(gè)分子或離子締合成膠態(tài)聚集物，表面活性劑對(duì)分散染料的增溶作用主要依靠膠團(tuán)的作用。

陰離子分散勻染劑具有良好的分散穩(wěn)定作用，非離子分散勻染劑具有良好的勻染作用，將這兩種不同結(jié)構(gòu)的組份進(jìn)行共聚，或者陰離子和非離子分散勻染劑進(jìn)行復(fù)配，可得到較高濁點(diǎn)的分散勻染劑。而濁點(diǎn)的高低反應(yīng)了表面活性劑中的氧乙烯鏈?zhǔn)潭仁軠囟鹊挠绊憽狳c(diǎn)高，氧乙烯鏈不容易因溫度的升高而失水，所以高溫分散性得到提高，在高溫時(shí)染料不容易聚集，但在一定的程度上會(huì)影響其勻染性。專(zhuān)利中介紹，使用陰離子和非離子表面活性劑的混合物處理作為勻染助劑。

2．3載體

關(guān)于載體的作用機(jī)理有過(guò)不少研究報(bào)道，認(rèn)為由于小分子的芳環(huán)載體對(duì)纖維的增塑作用，使纖維結(jié)構(gòu)松弛，從而提高了染料在纖維內(nèi)的擴(kuò)散速率，這樣通過(guò)改進(jìn)染料擴(kuò)散移染性而獲得勻染物。另外載體易于吸附到纖維表面形成溶劑層，分散染料易于溶解在這個(gè)溶劑層中，與纖維內(nèi)部形成較大的濃度梯度，有利于提高染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散的速率。但載體使滌綸的初染率較大增加也導(dǎo)致吸附不均勻，往往需要延長(zhǎng)染色時(shí)間以獲得勻染產(chǎn)品。使用非離子表面活性劑和載體的復(fù)配混合物作為滌綸高溫染色的勻染劑，具有較好的效果。另外傳統(tǒng)的商品載體多為苯環(huán)有機(jī)物，有毒、有氣味，難于生產(chǎn)操作，故載體類(lèi)助劑已很少使用。

3 勻染劑結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系

3．1 聚氧乙烯結(jié)構(gòu)與滌綸染色性能關(guān)系

聚氧乙烯醚鍵，可與分散染料分子中的一NH、一OH等極性基團(tuán)形成氫鍵心，對(duì)分散染料有一定的親和力，因此提高了分散染料高溫下的溶解度。其功能是在染色過(guò)程中俘獲分散染料、增加染料染色的席位，延緩上染以達(dá)勻染效果。一般說(shuō)來(lái)，分散染料最容易結(jié)合在疏水基與親水基的交界處的鏈段上。馬正升等研究了幾種不同的非離子表面活性劑在高溫下的分散染料的溶解性，發(fā)現(xiàn)非離子表面活性劑TWEEN-80，由于氧乙烯鏈較長(zhǎng)，親水性較強(qiáng)，造成它對(duì)分散染料的高溫分散性能比其它的非離子表面活性劑弱。祝艷梅等認(rèn)為起分散作用的成分為苯酚，起勻染作用的成分為烷基酚聚氧乙烯醚，將二者以不同比例進(jìn)行共縮聚所得產(chǎn)物進(jìn)行分散勻染性能實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)共聚物中苯酚多時(shí)高溫分散性好，烷基酚聚氧乙烯醚多時(shí)勻染性好。另外，氧乙烯醚型的表面活性劑比氧乙烯酯結(jié)構(gòu)的表面活性劑的勻染效果要差，因?yàn)楹笳吲c滌綸的親和力大于前者。

3．2磺化度與滌綸染色性能的關(guān)系

一般來(lái)講陰離子表面活性劑由于其親水基是帶負(fù)電荷的基團(tuán)，所以形成膠團(tuán)時(shí)，親水基之間的電性斥力使得膠團(tuán)較為蓬松。膠團(tuán)的聚集數(shù)較大，所以陰離子表面活性劑形成膠束的能力比非離子表面活性劑低。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，由于陰離子表面活性劑形成膠團(tuán)能力低，所以膠團(tuán)中的染料量較少。錢(qián)國(guó)坻等研究發(fā)現(xiàn)，在陰離子和非離子表面活性劑進(jìn)行復(fù)配時(shí)，隨著陰離子表面活性劑磺化度的增加，其分散作用增加，而對(duì)染料的疏水性作用變?nèi)酰瑒蛉拘宰儾睢Ｒ虼耍鳛楦邷胤稚蛉緞?yīng)選擇在非離子表面活性劑中加入中等磺化度的陰離子表面活性劑，這樣既可保證有一定的勻染性，又能有較好的分散性的增溶性。祝艷梅等在研究中還發(fā)現(xiàn)，大分子中磺酸基的數(shù)量決定了分散勻染劑的水溶性及陰電荷密度。當(dāng)大分子中磺酸基數(shù)量增大時(shí)，高溫條件下對(duì)染料的分散穩(wěn)定性就高。

3．3芳香核對(duì)染色性能的影響

含芳香族化合物的勻染劑實(shí)質(zhì)是一種載體。其功能是當(dāng)染色升溫達(dá)某一臨界值時(shí)，使滌綸纖維迅速產(chǎn)生增塑膨潤(rùn)，并使滌綸的玻璃化溫度下降20～25℃。纖維內(nèi)的空隙顯著增加，促使染料也迅速而集中地著染于纖維之中。同時(shí)它又作為染料的溶劑造成纖維內(nèi)的染料不斷解吸脫離纖維而發(fā)生明顯的泳移。這雖然有利于改善快速染色引起的染色不勻，但也明顯降低了染料的上染率。按其芳香核中的化學(xué)結(jié)構(gòu)又可分為萘系和酚系兩大類(lèi)。萘系分子結(jié)構(gòu)中沒(méi)有強(qiáng)極性基團(tuán)，它與分散染料分子之間主要靠范德華力吸附。酚系分子結(jié)構(gòu)中含有許多強(qiáng)極性的酚羥基，與染料分子之間不僅有范德華力吸附，而且還可與染料分子中的羥基、氨基等形成氫鍵，由于氫鍵的結(jié)合強(qiáng)度大于范德華力的強(qiáng)度，所以在高溫時(shí)含酚羥基的分散劑與染料粒子結(jié)合更牢固，在高溫高壓染色階段起到了分散作用。

專(zhuān)利介紹了有分散染料的滌綸纖維的高溫染色用的分散勻染劑。

在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮其它一些問(wèn)題，如加入一些對(duì)滌綸的齊聚物有良好溶解性能的助劑，以及合成的或復(fù)配的表面活性劑在染色的過(guò)程中要求低泡或者無(wú)泡產(chǎn)生。

3．4 HLB值對(duì)染色性能的影響

勻染劑對(duì)不同結(jié)構(gòu)染料的高溫分散性具有一定的專(zhuān)一性，這是因?yàn)椴煌Y(jié)構(gòu)的分散染料分子中所含有的可與分散劑形成的范德華力和氫鍵的基團(tuán)性質(zhì)和數(shù)量不同，因此與分散劑的結(jié)合力強(qiáng)弱有差異，而使高溫分散性不同。所以不同結(jié)構(gòu)的染料要選擇不同結(jié)構(gòu)的分散劑，一般分散劑HLB值在14—20的范圍內(nèi)具有較好的分散性。

助劑HLB值對(duì)染料的勻染性有一定的影響，分散劑的HLB值不同，勻染性不同。應(yīng)盡可能選擇和分散染料的HLB值相接近的染料，這樣勻染性才好。這是因?yàn)榉请x子表面活性劑與陰離子表面活性劑復(fù)配后，使后來(lái)的離子表面活性劑上“離子頭”之間的電性斥力減弱。染料分子容易插入到混合膠團(tuán)內(nèi)部，而使增溶作用增強(qiáng)，提高了分散起到重要的作用。

此文章出自江蘇省海安石油化工廠 www.spohu.com.cn