核心提示:目前应用于羊毛染色的染料主要有酸性染料、酸性媒介染料、金属络合染料及活性染料等,其中酸性染料和媒介染料使用较多。羊毛及其
目前应用于羊毛染色的染料主要有酸性染料、酸性媒介染料、金属络合染料及活性染料等,其中酸性染料和媒介染料使用较多。羊毛及其织物的常规染色在沸腾或接近于沸腾的温度下进行,以利于染料的上染和在纤维中的扩散。同时,由于羊毛纤维之间染色性能有差异,同一根纤维不同部分的染色性能也有差异,在染色的初期阶段容易造成上染不匀。为了获得均匀的染色产品,必须经过相当长的沸染时间,特别是酸性媒介染料。
酸性媒介染料的用量占羊毛用染料总量的30%,具有价廉、优异的湿牢度和高得色量的优点,但也有以下缺点:染色过程复杂、染色时间长(5~7h)、能耗大、设备利用率低、羊毛损伤严重。多年来,世界各国的研究者竞相研究酸性染料和媒介染料的低温、快速染色助剂和工艺,取得了令人满意的进展。国内也对羊毛的低温染色工艺做过大量研究,在低温染色方面取得了一定的进展,但缩短时间方面尚没有令人满意的结果。
我们通过大量试验研究开发了快速低温多功能羊毛染色助剂SFR-502,及其相应的应用工艺,主要思路是围绕快速、低温来考虑,取得了满意的效果。
1铬媒染料染色基本原理
染料从染液上染到纤维上并染着于纤维,共有4个过程,即染料自染液向纤维表面扩散、染料吸附于纤维表面、染料自纤维表面向纤维内部扩散及染料固着于纤维,而影响上染速率的关键是染料在纤维内部的扩散速率。染料在纤维内的扩散可近似地用Fick公式表示:
ds/dt=-D.dc/dx…(1),式中:
ds/dt——扩散速率;
dc/dx——染料的浓度梯度;
D——扩散系数。
染料扩散要克服阻力,所需要的能量称扩散活化能,其与温度的关系为:
LnD=A-E/RT……(2),式中:
E——扩散活化能;T——绝对温度;
R——气体常数;A——常数。
由于羊毛纤维角朊中含有12%左右的胱氨酸,其结构为:
在羊毛纤维表面形成交联程度很高的二硫键,阻碍了染液对纤维的渗透和扩散,使其上染速率下降。从式(2)中可知,提高温度,降低扩散活化能均有利于提高扩散速率,多采用长时间沸煮的方法来提高上染速率和匀染性。但是羊毛纤维在高于80℃的湿热条件下,即开始受到损伤,特别是在沸点下长时间处理,分子链会发生断裂,纤维分子间的交链(包括氢键、二硫键等)部分地拆散,纤维强力下降,同时生成部分硫氨酸,硫氨酸导致羊毛泛黄。要使之低温可以染色,必须降低染色活化能,提高染料在纤维中的扩散系数。
SFR-502的作用是在不影响染色色光、牢度的前提下,尽量缩短高温染色时间,降低染色温度,提高鲜艳度,从而节约能源,减少纤维损伤。
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