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5g/L、15g/L、25g/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20g/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
目前,市场上的代碱剂品种虽有不少,各有各的名称,从其理化指标参数上来看,各自的化学成分也并不相同,但可肯定的是它们均为非单一的化学物质单体,基本上都是强碱与缓冲性碱性物质的混合物。另外,有人设计开发了一种缓冲型的混合碱剂,在车间现场应用时与烧碱等强碱配合投入染浴,其作用原理应与前者基本一致。所以从严格意义上来看,应该称作活性染料固色反应专用的混合碱剂。
代碱剂的设计与化学成分基本上都基于以下框架:
a.选用合适的强碱来作pH值调节用碱剂,以使得单位浓度用量可以降低到很少,但要与活性染料具有较好的协调性。
b.选用溶解度高,水溶液稳定性、可混性均好的多种缓冲型碱剂、碱性盐等,联合组成缓冲体系组分,达到单位浓度总量虽小,但可使染浴稳定在一定要求的pH值范围中。特别是要随着温度的升高、时间的延长、固着反应中酸的逐渐释放,仍能保持缓冲的作用与功效。
以代碱剂KL为例,用较典型的上海万得公司产的异构双活性基团的B型染料,以中浅色三原色和深浓色三原色的两组三原色进行拼色,构成从浅色,直到深浓色的8个染色试样,对其染色浴固着反应中的pH值作测定,可发现其固着浴pH值稳定范围很符合活性染料的染色特征。
代碱剂KL加入染色浴后的染浴pH值最低在10.1,最高不超过11.5,动态变化值最大0.3,最小0.01,固着反应完毕平均降幅仅0.1,与使用纯碱的降幅几乎不分伯仲。具体pH值变化情况见表2、表3。
从pH值反映的表观现象来看,由于强碱调节pH值的敏感性,似乎代碱剂的用量一般可以是纯碱的1/10左右。但从活性染料的染色特征和代碱剂的组成相结合来看,代碱剂KL在染色中的化学作用原理和对pH值动态变化的影响机理,与纯碱有着相当大的区别。所以,不应简单地以一个比例参数来作深、中、浅色的统一换算。
经反复染色试验后进行汇总,代碱剂KL的最高用量4g/L,而最低用量不能低于0.8g/L,这是染色浴固着反应所需的pH值最低限。代碱剂KL的使用量与纯碱的换算,见表4。
4代碱剂与纯碱对染料二次上染的影响差异
在实际应用中,代碱剂类固色专用碱剂对于染料和促染电解质的使用量均较少的浅色,发现染料的二次上染相比于纯碱都有所降低———这应是代碱剂的结构组成所引发的。
代碱剂的强碱组分,使得染浴在达到固着反应所需的相同pH值时,染浴中碱类物质的总质量要比纯碱有极大幅度的减少。这从使用操作、贮运成本、染后水洗等方面来讲,应该说是大家所乐意接受的优点。但另一方面同时使得可供于
生成电解质的物质来源亦相应大幅度的减少,当可生成电解质的物质量明显低于原纯碱的参数值时,必将使染料的二次上染比纯碱要相应降低。
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