烧碱等强碱,由于碱性很强,单位浓度上的微小变化,也会使pH值的变动明显,并且由于缺乏纯碱、磷酸三钠那样的缓冲性能,虽然达到指定pH值时的用量很
少,除了极少数染料品种外,它与大多数活性染料品种的染色反应难于做到较好的协调和可控,所以,在实际大生产中,主要与磷酸三钠以适当比例混配,用于热固型
染料的某些品种,基本上不会单独使用。倘若染浴的pH值过高(多数品种不能高于12),染料发生水解的比例将直线上升。
2活性染料的染色特征与类型差异
通常,反应性较强的二氯三嗪型活性染料采用纯碱;反应性较弱的一氯三嗪型活性染料则宜使用较强的碱剂,如磷酸三钠,也可使用磷酸三钠与烧碱的混合碱剂,当然使用纯碱也并非不可,只是用量要增加,这时需注意染深色时的碱花问题。有烧碱参与的话,则温度可适当降低。
二氯三嗪型活性染料的染浴在pH值小于9.0时,固着率很低,超过9.0后固着率开始急剧上升,在pH值达到10.0～10.5时,往往出现最大值。
一氯三嗪型活性染料则在pH值达到10.0时,固着率才开始明显上升,在pH值11.0～11.5时出现最大值。
乙烯砜型活性染料的活泼程度介于二氯三嗪型和一氯三嗪型之间,固着浴的碱剂浓度一般可与二氯三嗪型相仿,但温度应比它高、比一氯三嗪低,介于二者之间。也有个别品种宜提高固着反应温度到一氯三嗪型染料的条件,以使得色量提高。
B型、M型等异构双活性基团类型活性染料,不同牌号、不同产地以及不同品种,其异构比可能并不一样,但均有必要考虑并照顾到一氯均三嗪和乙烯砜二者的特征,不宜过于偏向一方。固着浴温度也可比乙烯砜型略高。
由于活性染料固着于纤维素纤维的反应过程,首先要在一定的碱性条件下进行,但它在反应过程中会逐步释放出酸来,见反应式(1)。
氯代三嗪中的活性氯原子,在碱剂存在和一定条件下,易同棉纤维分子结构中的羟基(伯醇基)起共价键合反应,生成纤维素醚,同时释出盐酸。
二氯三嗪型活性染料的活性基团———氯代三嗪中的两个活性氯原子,在较弱碱剂和较低温度下,仅一个活性氯原子易同纤维素键合;在较高pH值和较高温度下,则两个活性氯原子会同时与棉纤维键合,形成交联物。一氯三嗪型活性染料当然只可能一个活性氯原子同棉纤维键合。
氯代三嗪中的活性氯原子,在碱剂存在和一定条件下,也易同水分子起共价键合反应(水解作用),生成水解染料,同时也释出盐酸,见反应式(2)。
部分活性染料是以β-乙烯砜硫酸酯作为活性基团的。其化学结构如下:
—SO2—CH2—CH2—OSO3H
β-乙烯砜硫酸酯在碱剂存在和一定条件下,先生成乙烯砜,再同纤维素分子结构中的羟基起加成反应,生成纤维素醚,同时释放出硫酸。其过程见反应式(3)、(4)。
β-乙烯砜硫酸酯在碱剂存在和一定条件下,也易同水分子起加成反应(水解作用),生成水解染料,同时也释放出硫酸[3]。其过程见反应式(5)、(6)。
释酸现象会以中和反应的方式来逐步消耗染浴中的碱,当染浴中所存碱剂的单位浓度耗损后,一旦pH值低于固着反应所需的最低限时,将使固着反应变慢变弱,以至最后反应中止。由于纯碱的不同单位浓度的pH值,几乎可稳定在同一值上,如5 g/L、15 g/L、25 g/L这样较大幅度差距时,都使pH值保持在11.0～11.2之间,因此即使消耗了高至20 g/L纯碱的话,仍可使固着反应维持正常。中和反应
后必然会相应地增加染浴中的电解质。从另一角度讲,纯碱亦为一种碱性盐,故活性染料在固着反应阶段的二次上染现象,与此均有着相应的关系。
3代碱剂的基本组成、性质与性能
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