1代用碱使用原理和使用现状

针织物活性染料竭染是以水为介质，依靠元明物或盐中的钠离子促染功能提高染料的利用率，由常见的氢氧化钠、磷酸三钠、纯碱、碳酸氢钠等碱剂在水溶液中提供氢氧根，使活性染料的活性基分子结构中的碳原子和棉纤维上的羟基中的氧原子形成牢固的共价键。碱剂的选用和染料的种类、染色方式、织物种类等因素密切相关。棉类针织物和筒子纱活性染料染色，染料多数使用乙烯砜型或具有一个乙烯砜型和一个氯三嗪的双活基的活性染料。染色时需要碱度PH为10.5－12.5之间。目前，多数染厂使用纯碱，也有厂用两种碱，如碳酸氢钠和纯碱，纯碱和磷酸三钠，纯碱和氢氧化钠等多种形式混合使用的情况。染厂单独使用两种碱剂需要每次称取两次，容易产生偏差，操作不方便，而且每个处方配比也不尽合理，容易产生小样和大样，大缸和大缸之间的差别；由于纯碱价格走高，大环境排放废水要求提高，科学合理复配的代用碱由于比纯碱均染性好，水洗牢度和湿摩有所提高，排污量少。加上代用碱加工技术改进，质量性能提高，代用碱近期被逐步针织行业上推广使用。

为了深入了解代用碱的使用功能，更好地推广使用代碱剂，笔者为此对使用的代用碱剂FC-208从浴比、温度、时间及用量变化后工艺适应性进行了试验对比，并根据两年来的生产实际进行了总结。

2 .1 FC代用碱和纯碱染色工艺性能的比较实验

主要实验设备 HDO2-1型化学需氧量在线分析仪（南京）

DY型常温振荡染样机（无锡）

PHS-3C型酸度计（上海精科）

MP120-2电子秤(上海平良)

电脑测色配色仪（美国Datacolor公司）

主要实验用品 织物 平针汗布

元明粉（华尔润化工） 纯碱（连云港碱厂）

YQ型活性染料（永庆化工）

代用碱FC-208（江苏丰彩公司）

2.2.1代用碱染色时染液的PH值变化情况

A染色工艺处方 %（以下小样布重10克）

活性红YQ —2BF 1.14

活性黄YQR

活性兰YQ—2GLN 1.43

元明粉 80

纯碱 30 代用碱FC 3.0 浴比 1：12

工艺曲线

染 料 1 / 3碱 1 / 3碱 1 / 3碱

元明粉

30min 10min 10min 10min 15min 20min 60℃

a b c d e f g

分别用纯碱代用碱各染色一次,测量上图abcefg各点PH值表1

表1

从上表可以看出第一次加入碱剂后，纯碱的PH值增加比用代碱剂多，而实际生产中碱剂由染缸内连续注入，如果注入速度相同，纯碱的PH值升高速度明显比代用碱FC快，再加上代用碱中含有的促染成分钠离子明显少于纯碱，因此，相同的加碱速度，代用碱比纯碱更利于匀染。在另外的实验中，我们使用国内多种代碱剂一次性加入，染液的PH没有缓慢升高的过程。

我们认为代用碱碱性缓慢释放过程应该是相同的连续注入注碱情况下，代用碱的PH值升高速度比纯碱慢，这也是FC碱比纯碱染色更均匀的原因。

2.2.2染料用量相同时FC碱和纯碱的比较

B染色处方 %

活性红YQ —2BF 0.43

活性黄YQ—4RFN 0.53

活性兰YQ—2GLN 0.53

元明粉 80

纯碱 30 代用碱 3.0

染色温度60℃染料和元明粉加入后30分钟，加入碱保温50分钟，浴比1:15

染后以纯碱样为标样测代用碱样比较两者区别见表2

表2

电脑测色光源为D65，测量角度为10°视角，下同

从上表可看出，染料用量相同两种碱染出的灰色，两者色光或深度差别很少

2.3.1时间变化的影响

染色条件方法同2.2.1A处方，在加碱后35分钟，50分钟，65分钟后各取一块小样，纯碱染样依次为A1B1C1，代用碱样为A2B2C2然后分别以B1B2为标准样测同组另外两个色样，见表3

表3

代用碱在固色后深度和色光基本稳定，色光变化很小，随时间增加深度都有所增加,代用碱一定时间内染样色光更稳定。

2.3.2用量变化影响

染色条件方法同2.2.1A，处方染料和元明粉同A处方，纯碱的用量分别取2.9克，3.2克，3.5克，代用碱分别取0.27克，0.30克，0.33克，各染三块布，纯碱染样为A1B1C1，代用碱染样为A2B2C2,以B1B2为标样，分别测同组另外两个色样，结果见表4 表4

纯碱和FC碱用量波动，灰色深度和色光都较小，代用碱染样A2和B2更接近，但C2和B2相差比相应的纯碱稍大。

2.3.3温度变化的影响

染色温度分别取55℃、60℃、65℃，其它染色工艺条件同2.2.1A处方，碱纯样依此为A1B1C1，代用碱依此为A2B2C2，以B1和B2样为基准样，比较同组三个样的差别见表5 表5

上表中随温度升高，纯碱和代用碱在不同温度中都有所变化，温度变化敏感色要注意温度控制，代用碱在60℃到65℃之间比较稳定，实际生产温度不要低于60℃。

2.3.4浴比的影响

染料用量同A处方，温度为60，时间为（30+60）

元明粉都用8克，纯碱用2.8克，取1：11，1：12，1：13三个浴比依次染出布样为A1B1C1，再用代用碱0.28克，也取1：11，1：12，1：13三个浴比，染出布样为A2B2C2，分别以B1B2为基准样，测量同组另外两个色样，差别见表6

表6

随浴比变大红光减少变绿光，浴比变大，纯碱红光减少多于代用碱。

3.1实际生产应用举例

一、针织T/C天鹅绒染棉工艺

FC碱

染 料 元明粉 20min 30～60min 60℃

35℃ 15min 水洗后皂煮

二、筒子纱浅色工艺曲线

染料 元明粉 FC碱

a中浅色 10min 30min 30min 65℃ 水洗后皂煮

染 料

鳌合剂 元明粉 入纱 FC碱

10min 60min 60℃

b 深色 10min

水洗后皂煮二次

3.2实际生产举例处方如下见表7

表7

T/C天鹅绒的染色中，染料和元明粉加入方法不变，FC碱的注入时间为15-25分钟，能够满足多数颜色的匀染要求，固色保温后，水洗后直接皂煮，热洗，出缸前加柔软剂时各加入少量醋酸或柠檬酸来控制成品布面的PH值。

在使用代用碱染筒子纱时，中浅色用恒温法染，有利于减少内外层差；染深色时先加入定量的螯合分散剂，减少元明粉中杂质的影响，加入染料和元明粉启动循环泵使其充分溶解后，再放下吊纱盘染色，加碱时用料缸内液体溶解粉状代碱剂，再依靠循环水注入染缸内，这样用元明粉染料提前加入染缸，代碱剂用量很少，整体浴比变化很小，利于色光稳定。

3.3实际生产的色牢度和结果见下表8

表8

耐水洗色牢度：ISO 105-C03 ：1989

耐摩擦色牢度：ISO 105-X12 ：2001

3.-4实际生产时化学需氧量COD值

更换代用碱FC前，染色车间排污口的月度平均COD值为400到430ml/L

用代用碱后染色车间排污口的月度平均COD值为370到390ml/L

4 总结：

a 从上面的试验和生产可以得知，在多数情况下，染料用量不变，用1/10的代用碱置换纯碱染色，即使是敏感的灰色深度和色光相差也

b 代用碱染色时对温度、时间、浴比、用量等方面，具有良好的工艺适应性，这为减少小样到大缸，大缸和大缸之间差别创造了有利条件。实际生产时应注意温度控制，准确称取代用碱的数量。

c FC代用碱碱具备匀染性好、水洗牢度特别是湿摩擦牢度有较大的改善。

d 代碱剂FC一方面为部分染料提供了纯碱不易达到的最佳PH值，同时比单独使用纯碱和两种碱剂固色更经济合理，综合成本是纯碱的三分之一，操作也更方便。

e FC代用碱染后COD值明显降低，有利于环境保护，降低了污水处理费用。

从以上实验和生产实践可以看出，代用碱具有较好染色适应性，优良的染色水洗牢度，排污少，用量少，受到染色工打样工的欢迎，值得推广和研究。