1.2螯合剂在染色工艺中的应用
含有磺酸基和羧酸基(水溶性基团)的活性染料、直接染料、酸性染料,因为钙、镁离子可能与2个或2个以上水溶性基团络合成不溶性盐,一方面降低染料在水中的溶解度,形成大分子导致染料对纤维的扩散性下降而造成染色不匀,由此也使染色物色泽萎暗.因此,硬水是造成水溶性染料染色不匀和色泽萎暗的主要原因,解决方法是在染液中添加螯合剂,但若遇到金属络合染料,则不宜选用络合稳定常数高的螯合剂,以免将金属络合染料中的重金属夺取出来,而造成色相变化和牢度下降,分散染料在高温下染色,某些基团(-NHCOCH3、-CH2CH20COCH3、-CH2CH2COOCH3、-CN以及偶氮基等)容易发生水解和还原反应,造成色浅和色变,染浴中Cu2+、Fe2+促进上述反应.水中的Ca2+、Mg2+能将分散染料微粒外层所包覆的阴离子型分散剂(木质素磺酸盐、萘系磺酸甲醛缩合物)沉淀而破坏其分散性,导致染料颗粒凝聚而影响上染,降低给色量.添加螯合分散剂有助于匀染,但要选用耐高温的螯合分散剂,在其他染料的染浴中加入螯合剂可阻止某些蒽醌型分散染料、活性染料和酸性染料因络合金属离子而产生色变和色萎;防止还原染料的过氧化,消除金属离子对其隐色体的影响;也能防止金属离子对硫化染料色光的影响;不溶性偶氮染料的重氮盐因受微量Cu2+ Fe2+化破坏,加入螯合剂可以阻止这些金属离子的作用;涂料染色时可以防止涂料颗粒之间因分散剂被破坏而凝聚,造成染浴不稳定和匀染性降低.
活性染料染色,洗除浮色是提高染色物牢度的重要步骤,在皂洗液中添加螯合剂的目的是避免浮色染料与钙、镁离子形成不溶性的色淀而使浮色难以洗除,以及浮色再沾染到织物上.
1.3螯合剂在印花工艺中的应用
印花浆中的染料浓度很高,染料溶解度直接影响印花质量,水质不好影响更大.印花浆中添加螯合剂可降低因水质原因所造成的影响.活性染料印花时用海藻酸钠作为增稠剂,在硬水中生成不溶性钙盐,造成印花后处理时洗除困难.印花浆中的防还原剂间硝基磺酸钠(防染盐S)溶解度本来就不高,在硬水中水溶性更低,在印花烘干过程中成为固体状沉积在织物上,汽蒸时难以抵御蒸汽中的还原性气体,导致色泽变化,在螯合剂存在下,染料溶解度提升,得色量增加,印花产品色泽鲜艳,并有助于印花后残浆的洗除.
1.4螯合剂的阻垢作用
硬水中的碳酸钙和其他金属离子造成的沉淀,沉在织物上影响其吸水性,进而影响后道加工,最后影响织物的手感和白度,在设备上形成的沉垢影响设备的功能:沉垢在热交换器上,影响传热效率,管道被堵、阀门失灵,从而影响设备正常运转;沉垢在布辊上,造成织物擦伤.
垢体大多为结晶体,以碳酸钙为例,CaC03具有离子品格,是由带正电荷的Ca2+与带负电荷的C032+相碰撞时彼此结合,并按一定的方向具有严格排列的硬垢.当加入螯合剂后对Ca2+的螯合作用,抑制了晶格向一定方向成长,CaC03硬垢的晶体结构发生畸变,而不再按正常规则继续增长,产生的是一些较大的非结晶颗粒,其中部分吸附在晶体上,随着晶体的增长而进入晶格中,使CaC03晶体发生错位,在垢层中形成一些空洞,即使仍有部分晶体在长大,也难以形成紧密的垢层,从而使CaC03硬垢转变为软垢,易被水流冲去, 聚羧酸类螯合分散剂是一类线性高分子化合物,除了羧酸基一端吸附在CaC03晶粒上,其余部分围绕在晶粒周围,使晶体无从增长,晶粒变得细小,形成松软的垢层,易被水流冲洗掉.有机膦酸类螯合剂只需几个mg/L就可以阻止几百个mg/L碳酸钙沉淀,因此阻垢性能优良.
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