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技术文章

活性染料染色最大的克星竟然是H2O2

    活性染料耐H202稳定性很差,染浴中一旦有H202带入,染料的活性基团就会遭到破坏,造成色差、色花等染疵,因而染色前必须将织物及水浴中的H202清除。生物酶脱氧法最快捷有效,而且节能、减排、增效优势突出。

 

1.问题的提出

纯棉针织坯布,通常带有较多的棉纤伴生物(如蜡状物质、果胶物质、灰分等),这些伴生物极大地影响棉纤维的润湿性与染色性,所以染色前必须通过炼漂处理将其去除。针织织物由于经纱不上浮,加之组织规格松软,坯布的炼漂通常在染色机中进行,而后经水洗再以活性染料染色。纯棉机织物染艳亮的中浅色泽时,也常会因炼漂半制品的白度不足,在染色前再补做一次复氧漂,经水洗后再以活性染料染色。

 

值得注意的是,在实际生产中,这种染色前氧漂经水洗再活性染料染色的工艺模式,普遍存在着得色稳定性差(深浅,色光),重现性不良,小样放大样失准,缸与缸之间色差明显以及色泽不匀(色花)等问题(活性染料的染色物在服用洗涤过程中,还存在着缓慢落色的问题)。

 

2问题的根源

实验得知:

 

无论是低温型或高温型活性染料,还是中温型或热固型活性染料,在含有H202的染浴中染色,其得色深度都会明显下降,仅下降幅度不同。而且,H202含量越高,下降幅度越大。各种类型的活性染料,在浸染染色中耐H202的稳定性都比较差。

 

究其原因有二:

 

(1) 部分染料的发色团或活性基,遭到H202的破坏,使染料消色或失去上染能力。

 

(2) 部分染料-纤维素的结合键发生了断裂,使已上染的染料脱落(一般说活性基的化学活性越强,染料-纤维键越容易断裂)。这可从以下实验中得到证实。

 

实验方法:

 

将深度为1.25%(o.w.f)的活性染料染色样布一分为二(各重2克),分别置入浴比1:50不含染料的染色助剂浴中(六偏磷酸钠1.5g/L,食盐40g/L,固色碱剂:中温型和高温型染料为纯碱20g/L,低温型染料为纯碱5g/L+固体烧碱lg/L),其中之一外加100% H202 10mg/L,而后分别按染料类型所要求的染色温度处理50min,净洗。

 

以不加H202的处理样深度作参比样(100%),与加H202的处理样深度相对比较。处理样的相对深度以DatacolorSF,600x测色仪检测。

 

表1各类活性染料与纤维素结合点的耐H202稳定性

 

 

染料类型

 

染料名称

100% H202浓度( mg/L)

0

10

样布残留深度

残液色泽深度

样布残留深度

残液色泽深度

 

中温型

 

活性红M-3BE

活性兰M-2GE

活性嫩黄6GLN

活性翠兰BGFN

100

100

100

100

淡红色

微兰色

微黄色

淡兰色

97 .58

96. 11

95. 62

93 .99

浅红色

浅兰色

淡黄色

浅兰色

 

高温型

 

活性嫩黄H-E4C

活性红H-E3B

活性兰H-ERD

活性藏青H-ER

100

100

100

100

微黄色

淡红色

微兰色

微兰色

95 .76

96. 42

99 .10

95. 89

淡黄色

浅红色

微兰色

浅兰色

 

低温型

 

活性黄L-3R

活性深红L-4B

活性藏青L-3C

活性黑L-W

100

100

100

100

淡黄色

淡红色

淡兰色

淡灰色

98. 89

97. 82

98. 81

100. 07

淡黄色

浅红色

浅兰色

红光淡灰色

注:中温型染料为上海纺科化工公司产品,高温型染料为台湾永光化学工业股份有限公司产品,低温型染料为上海安诺其纺织化工股份有限公司产品。

 

表1数据显示:

 

在含H202的染浴中,各种类型的活性染料与纤维素纤维业已形成的结合键,也会产生一定程度的“断键”现象。但从整体上看,其“断键”程度相对较小。这说明H202对活性染料染色结果(减色,变色)的影响,主要是因染料的发色团或活性基遭到破坏所致。

 

从以上实验分析可知:

 

(1) 活性染料耐H202稳定性差,是染色前进行氧漂经水洗再活性染料染色,容易产生色泽不稳定问题的症结所在。这是由于织物在喷射溢流染色机或气流染色机中绳状氧漂后,织物中包含的H202通常难以彻底洗净,一旦带人后道染浴中,必然造成色泽(深浅,色光)的波动。

 

(2) 活性染料与纤维素纤维的结合键所存在的氧化性“断键”现象,是活性染料的染色物在服用洗涤过程中会产生逐渐落色的根源。这是因为,常用洗剂中一般都含有过硼酸钠、过碳酸钠等氧化物,它们会不同程度地催化活性染料与纤维素纤维结合键断裂的缘故。

 

3问题的应对

消除H202对活性染料染色结果的负面影响,行之有效地应对举措有二:

 

3.1 洗涤脱氧法

 

染色前炼漂或氧漂后,采用热水洗→热水洗→溢流冷水洗,确认H202已充分洗尽后,方可以活性染料染色。

 

该法耗能大,排污多,成本高,显然不符合当今“节能,减排,增效”的染整理念。

 

3.2 生物脱氧法

 

染色前炼漂或氧漂后,采用冷水洗→中和、脱氧、染色一浴法工艺。

 

(1) 本工艺所用生物酶为过氧化氢酶。它是由非病原性的微生物经深度发酵制成的。它具有专一性,只和H202起作用,能快速将H202分解成水和氧气:2H202→过氧化氢酶→H20 +02,面对织物,染料、助剂(表面活性剂)相容性好,不起任何作用。

 

过氧化氢的最佳实用条件为:温度 35~ 50℃,pH 值6.5 ~7.5,浓度诺和R过氧化氢酶10L 0.25~ 0.5g/L(根据需要)。

 

(2) 生物酶脱氧法的操作过程(以喷射溢流机为例):

 

① 织物经炼漂或漂白后,放掉漂液。

② 先用冷水洗涤约10min,排掉洗水。

③ 加入清水,边运转边加入适量醋酸,调PH 至6.5-7.5,同时升温至40-50℃(根据需要)。

④ 加入生物酶,运转脱氧10-20min,不排液。

⑤ 加入染色用助剂,染料,调温至染料所需要的温度,并保温染色。

 

(3) 过氧化氢酶可快捷有效地去除残留的H202,即使浓度过量也不会给织物或染色造成负面影响,而且H202分解后只生成水和氧气,不产生有害物质,因而它是一个全新的绿色工艺。

 

(4) 由于该工艺在氧漂后,只需要做一道冷水洗,中和脱氧染色可同浴进行,所以,与洗涤脱氧法相比,它具有突出的“节能,减排,增效”优势。经测标,时间可节省50%,清水可节省70%,用电可节省50%,用汽可节省20%。

 

4结语

活性染料对H202非常敏感。染浴中一旦有H202存在(即使浓度很低)活性染料的活性基因就会不同程度地遭到破坏,从而产生明显的色差,色花的染疵。因此,染色前彻底清除织物及其水浴中残留的H202异常重要,而采用过氧化氢酶脱氧,是最佳的工艺选择,不仅脱氧快捷有效,而且还具有显著地“节能,减排,增效”综合效果。

 

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点击次数:  更新时间:2016-04-21  【打印此页】  【关闭