摘要:阐述了涤纶染色时用到的分散剂和匀染剂的作用机理及结构对各自性能的影响，由于上染过程和净洗过程中分散、增溶机理的相似性，从染色表面活性剂的结构对分散染料的分散性、增溶性和亲和力的影响来分析纯表面活性剂性质的分散染料净洗剂的开发方向。总结了适宜做分散染料净洗组分的助剂结构类型，并列出已有的一些分散染料免还原净洗产品。
关键词:分散染料;免还原;分散;增溶;净洗
中图分类号:TS193．22文献标志码:A doi:10．3969/j．issn．1672－500x．2011．04．006
文章编号:1672－500X(2011)04－0019－05
1·引言
涤纶是三大合成纤维之中生产工艺较成熟的一种。涤纶具有众多的优良性能，价格比较便宜。目前涤纶的染料基本都是分散染料。分散染料随着聚酯纤维的出现，获得了迅速发展，成为染料工业中的大类产品，也几乎成了唯一一种适合上染涤纶的染料。虽然至今涤纶、分散染料及相应的染整工艺都有了很多进展，甚至出现了一些基于新颖的染色机理的染料，但是国内整个涤纶行业的染色基本是以传统的高温高压溢流染色工艺居多。对传统工业而言，为了很好的去除分散染料浮色，涤纶或涤棉在分散染料染色后(一浴一步法除外)都会接着进行以保险粉为还原剂的还原净洗工艺。保险粉在分散染料净洗中的重要作用显而易见，但是它却存在较多的缺点，最显著的是储存、运输的安全性和高耗高污染。所以，人们越来越希望出现一种能以温和方式而非以较强烈的化学作用方式净洗分散染料的助剂，也就是纯表面活性剂性质的净洗助剂。虽然出现过一些表面活性剂性质的分散染料净洗产品，但还鲜见对分散染料有较强净洗效果的表面活性剂的报道。本文从分散染料的正向的上染环节入手，分析了染料生产、上染过程和涤纶染色织物的轻度剥色过程中用到的分散剂、匀染剂和剥色剂对分散染料的作用，总结不同种类或结构的表面活性剂对染料的不同作用效果，并从中利用纯表面活性剂类净洗剂净洗分散染料浮色的可行性与物质选择办法。
2·分散染料染整助剂
分散染料是一种分子质量比较小的染料，它的结构简单，在水中呈溶解度极低的非离子状态，溶液中需加入大量的分散剂，才能使分散染料成悬浮体稳定地分散在溶液中。上染的时候，也常常需要利用聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂的增溶性来控制染料的染色速度。以下为涤纶染色用的主要的分散剂和匀染剂［1］。
2．1分散染料用分散剂
分散染料无论在研磨制造的过程还是在上染涤纶的过程，都需要加入大量的分散剂，主要起到分散染料防止其凝聚的作用。最常用的分散剂为萘磺酸与甲醛的缩合物，例如分散剂NNO。此类分散剂中分散效果以二萘磺酸的缩合物最佳。木质素磺酸钠也是一种常用的分散剂，它是从亚硫酸纸浆废液中制得。木质素分子质量比NNO的高，还具有一定的保护胶体的作用［2］。还有一些其他种类的分散剂，使用相对较少，一般为萘磺酸衍生物的甲醛缩合物。
2．2分散染料用匀染剂
分散染料匀染剂按作用方式可分为两种，一种是以增加染料移染性为主要作用方式的载体;另一类是以缓染为主要作用方式的增溶匀染剂。最常用的载体是邻苯基苯酚，它在水中的溶解性很小，但在涤纶中有比较好的溶解度。另外有载体功能的还包括三氯苯类、苯甲酸酯类、联苯酚类、甲基萘和水杨酸类等等。本文主要介绍的是具有增溶作用的缓染型匀染剂。此类助剂主要以聚氧乙烯长链烷基衍生物(例如平平加－O，TX－1O等)和多元醇型为主，前者根据结合基的不同又可分为聚氧乙烯烷脂类和醚类。此类助剂应用浊点比较高，对染料有较高的亲和力和增溶性，通过助剂胶团吸纳染料粒子来降低溶液中染料的含量，达到缓染目的。
3·涤纶染色助剂对分散染料的作用机理
3．1分散剂的作用机理
在上染过程中阴离子表面活性剂分子中的疏水基团可以和分散染料分子以范德华力结合在一起。一些含有酚基或羟基的阴离子表面活性剂又可以与染料分子中可成氢键的基团(一般为羟基或氨基)形成氢键，从而在染料粒子周围形成一层强的负电荷层而使染料稳定的分散于染浴中。
3．2匀染剂的作用机理
非离子表面活性剂是涤纶匀染剂的常用组分，一方面由于它对分散染料有着比较高效的增溶功能;另一方面由于它自身的分子结构特点导致的具有对纤维较高的亲和能力。非离子表面活性剂具有较低的临界胶束浓度，一定浓度时在水中能形成较高浓度的胶团或胶束，它们能够提供一个疏水区域使一定数量的分散染料以单分子状态溶解到胶团里，从而起到吸纳增溶的作用。溶液中的胶团作为体系中能吸纳染料的一相和溶液保持着染料的交换，胶团中的染料分子和溶液中的染料分子成平衡关系。当染料上染并固着到纤维上时，溶液中溶解状态的染料分子数量减少，胶团中的染料分子可以较快分散出来进行补充［3］。
3．3分散与匀染机理的净洗平移
虽然以上的匀染剂(这里主要是指起到缓染作用的增溶剂)和分散剂都是上染过程中用到的助剂，但通过对他们作用机理的分析，可以看出它们是和净洗过程中的防沾色原理相联系的。分散染料的分散剂，主要分散染料颗粒，使其均匀分散于溶液中不聚集;分散染料的增溶匀染剂，主要起到吸纳增溶染料粒子，增加其在溶液中的水溶性，减少染料对涤纶纤维的沾染。这两个作用恰恰是标准的净洗剂所必需的，一个是分散乳化被净洗下来的染料粒子防止其凝聚沉淀;一个是提高其在净洗液中的存在量，协助性地起到防二次沾色作用。由于作用原理相似，所以净洗中分散和增溶组分的选择可以一定程度上以分散染料染色过程中的分散剂和增溶匀染剂的类型进行考虑。
不同结构的表面活性剂具有不同的性能，对分散染料净洗剂特定组分的选择虽不能生搬硬套到染助剂，但能从很多相关已知的的结构规律入手。
4·结构因素对净洗物质性能的影响
一种优良的净洗剂，不仅要具有很好的净洗能力还要具备很好的防二次沾色的能力。要考虑这两方面因素归根结底还需从基本的分散性、增溶性和净洗性入手，也就是要从净洗组分对分散染料的作用方式考虑，不同结构的净洗物质必然会表现出不同的作用效果，即使结构相似的物质链接的功能团不同也会造成应用性能的各异。首先从结构角度去分析不同表面活性剂分子对分散染料的分散、增溶效果的影响。从分散染料的染整过程到分散染料的轻度剥色，能作用于分散染料并使其达到被分散、被增溶和被洗脱效果的表面活性剂主要是阴离子型和非离子型两大类。两种结构的助剂又分为多种类型，总体而言，阴离子型助剂主要起到分散稳定的作用，而非离子助剂在增溶匀染方面更为突出。
以下是一些结构对表面活性剂分子分散性、增溶性和净洗性影响的讨论及结论。
4．1结构对净洗物质分散性的影响
对分散染料具有分散作用的表面活性剂主要以阴离子型为主，最常见的有萘磺酸甲醛类、木质素磺酸钠类和某些类型低分子质量阴离子表面活性剂。分散染料分散剂的平均分子质量对分散性能有较大的影响。对不同类型木质素磺酸钠类而言，李宗石在《分散染料进展》中提到随着木质素分子缩合度增加，平均分子质量增大(有极值)，分散剂的热稳定性稳步增强。原因是随着木质素分子质量的增大，它对染料颗粒的吸附力增强，即使在较高温度下，也不易从染料粒子表面上解吸下来，从而保持溶液中染料的分散稳定性。也有人对MF、NNO等分散剂做过研究，随着分子缩合度的增加，它们的分散稳定性也逐步提高［4］。同时，分散剂分子的亲水基团也对自身的分散性能有影响，一般随着分子亲水基团的增加，会提高分散剂在水中的溶解性，但会降低它在固体表面的吸附能力，在较高温度下，分散剂分子容易从颗粒表面解吸下来。分散剂的高温分散性能总体遵循以下的顺序排列:高磺化度碱改性木质素磺酸钠＞中、低磺化度木质素磺酸钠＞萘磺酸甲醛缩合物＞分子质量低的阴离于型分散剂。
某些类型的非离子型表面活性剂也对分散染料有一定的分散作用。马正升等对选定的不同类型的聚氧乙烯型非离子表面活性剂对分散染料的高温溶解性进行了研究分析，结果发现一般随着氧乙烯链的增加非离子表面活性剂亲水性提高，导致高温下它的分散性要弱于试验的其它氧乙烯链含量较小的非离子表面活性剂。 4．2结构对净洗物质增溶性的影响
阴离子表面活性剂在增溶分散染料方面作用较小。对分散染料作用力较大的木质素磺酸钠的增溶能力也很小，Datyner用11只分散剂和8种分散染料研究了分散剂对分散染料的增溶作用，结果发现木质素磺酸钠类分散剂对很多分散染料增溶作用不强，磺化度对增溶作用几乎没有影响［5］。
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