【集萃網(wǎng)觀察】在紡織品化學加工過程中,處理液中或多或少都存在一些陽離子,這些陽離子有時對加工過程產生不利影響,有時則產生意想不到的效果。這些離子如Ca2 + 、Mg2 + 、Fe2 + 、Fe3 +Cu2 + 、Mn2 + Zn2 + 、Co2 + 、Ni2 + 等,因此,當產生積極作用時,就要充分利用它,當產生消極作用時,就必須除掉這些金屬離子,改變金屬離子的存在狀態(tài),其方法有沉淀法、螯合法等。沉淀法就是加一種化合物,與金屬離子結合,生成沉淀,這樣,就把金屬離子從溶液中除去了,但這種方法有時會使沉淀物沉基在織物表面上,影響織物的服用性能,而螯合法就不存在這個問題,螯合法是加螯合劑,使之與金屬離子形成螯合物,改變了金屬離子在溶液中的存在狀態(tài),這樣就抑制了金屬離子的作用,但這些離子并沒有從溶液中去除。通常認為絡合劑可分為下列幾類:無機聚磷酸類、有機的氨基羧酸類、有機的磷酸鹽類、羥基羧酸和乙醇胺,另外,目前有人用聚羧酸作絡合劑,絡合金屬離子,聚丙烯酸類,但價格比較貴。本文主要介紹絡合劑在印染過程中的應用。
一、印染前處理
由于紡織廠下機棉坯布必須經過退漿、煮練、絲光、漂白,才能進行染色,目前退漿、煮練大部分都要用到堿,所以水中的Ca2 + 、Mg2 + 、Fe3 +等離子消耗堿,形成沉淀,而且有時一些紗線上的漿料也含有重金屬的防腐劑,這些也影響退漿,因此在退漿時必須加入螯合劑,螯合這些離子。在長期的生產中人們發(fā)現(xiàn),在煮練過程中,將不同類型的螯合物混合加入,織物的手感、毛效更佳。
目前,工廠對織物漂白普遍采用氧漂,在雙氧水漂白浴中,Cu2 + 、Fe2 + 、Mn2 + 、Ni2 + 等金屬離子的存在,可催化加速雙氧水的分解,因此必須加入雙氧水穩(wěn)定劑,除去這些離子,以減緩雙氧水的分解。因為雙氧水分解的快,放出〔O〕就多,這些〔O〕有的被有效地利用了,有的沒被及時利用,而起了反作用,加速了纖維素的降解,反而使織物強力下降,受損傷產生破洞,因此為了有效地進行漂白,不浪費雙氧水,不損傷纖維,通常在漂液中加入硅酸鈉作雙氧水穩(wěn)定劑,但由于硅酸鈉易產生硅垢,使織物手感粗糙,易擦傷纖維,所以目前普遍使用在有硅酸鈉的同時,加金屬螯合劑。最近人們發(fā)現(xiàn),混拼使用螯合劑效果更好,起到了協(xié)同作用,不僅可消除硅垢,還可增加白度,改善手感和毛效。目前,一般用羥基羧酸類。
二、染色
在染色過程中,一些金屬離子的存在,會使染料變性,影響染色性能,因此,有時需加入螯合劑,但螯合劑的加入應十分小心,因為有些染料本身就是一種螯合物,是螯合劑與金屬離子絡合的產物,若加入的螯合劑比原螯合劑絡合能力強,那么染料將失去原有的結構,而生成一種新的螯合物,使原染料性能不存在。以下所述是加入螯合劑后,使染料的一些性能增強。
在直接染料染色時,由于直接染料水洗牢度差,日曬牢度差,因此,利用有些偶氮直接染料可以和銅離子發(fā)生絡合反應,形成螯合物,提高水洗牢度,日曬牢度的特性,汽巴公司首先研制成功預先用銅鹽絡合處理的含銅偶氮直接染料,這類染料雖然可改善水洗、日曬牢度,但色澤顯著變得萎暗,這種影響可以利用另一種螯合劑加以改善,如:聚羧酸。另外,焦磷酸可在某種直接染料染色中用作堿性緩沖劑,以保護對堿敏感的織物。
應用不溶性偶氮染料染色時,外來的離子如Ca2 + 、Mg2 + ,可造成納夫妥不溶性金屬鹽的沉淀,而且微量的Ca2 + 、Fe2 + 的存在,也會催化破壞重氮鹽,使染料在上染織物前就已經變了性,因而使染料不能上染織物,所以,應用象EDTA 這類的多價螯合劑,以阻止這些離子是很必要的。
還原染料在染色過程中是先將不溶于水的染料還原成可溶于水的隱色體鈉鹽,再上染纖維,染完后,再加以氧化,使隱色體轉變成不溶性染料而固著在纖維上,所以必須先形成隱色體鈉鹽,但如果有Ca2 + 、Mg2 + 存在,就會阻止形成隱色體鈉鹽,而會形成難溶的隱色體鈣鹽或鎂鹽,因此就不能上染纖維,所以必須絡合Ca2 + 、Mg2 + ,使其不能干擾隱色體鈉鹽的形成。
分散染料染色時,由于分散染料上染纖維不是與纖維反應,也不是自身反應固著在纖維上,而是染料分子先分散在染液中,再吸附到纖維上,通過擴散邊界層再向纖維內部擴散,通過纖維孔穴的瞬間增大,染料升華進入纖維的無定形區(qū),因此染料分子不能太大,否則無法通過孔穴進入纖維定形區(qū),而分散染料中有很多染料具有與金屬離子絡合的結構,如果染色過程中有重金屬離子存在,Ca2 + 、Fe2 + ,那么分散染料就可與其絡合,形成比原染料分子大的多的絡合物,從而阻止了染料擴散進入纖維的無定形區(qū),影響了給色量,既使有些擴散進入了無定形區(qū),由于此時染料結構已變,也影響了色光,使染料變色,因此配染液時一定要用軟水配制,而且要加入一些絡合劑絡合重金屬離子,如:EDTA ,一般加織物重的011 %～015 %。
金屬離子的存在也會影響陽離子染料染色,比如:Ca2 + 、Mg2 + 等金屬離子會與染料陽離子相互爭奪纖維上的染座,從而降低了染色速度,此外Fe3 + Cu2 + 等對染色物的色光也有影響,所以適量加些絡合劑即可消除這些不利影響。
三、印花
印花不同于染色,它要求織物上局部構成圖案的地方獲得顏色,因此為了獲得清晰的圖案,染料溶液中除了必要的化學藥劑外,一般還要加適當?shù)暮蟻矸乐谷玖涎乩w維間的毛細管發(fā)生滲化,糊料種類很多,有天然的,有合成的。天然的糊料是親水性高分子物及其變性物,這些物質幾乎遇重金屬離子都凝結或沉淀,比如:海藻酸鈉遇到Ca2 + 、Mg2 + 、Al3 + 、Fe3 + 等重金屬離子后會發(fā)生膠凝, 所以在原糊中可加入0125～015 %的六偏磷酸鈉。但注意,對母體是金屬絡合染料的活性染料則不宜使用六偏磷酸鈉。合成糊料,一般是高分子電解質,對重金屬離子也很敏感,重金屬離子與分子中的羧基反應形成難溶的金屬鹽,使溶液粘度降低,失去糊料本身的特性。
以上主要概述了利用絡合劑消除金屬離子在織物印染加工過程中產生的不利影響。由于各地水質不同,所用化學藥品產地不同,其金屬離子的含量、種類也不同,那么,所用絡合劑的種類、用量就要根據(jù)實驗來確定。絡合劑在紡織印染界的應用,目前正在被越來越多的同仁所認識,它解決了一些一直困擾印染界的難題,很好地利用它,不僅可節(jié)約染化料,還能使我們生產出更精更美的紡織品。
來源: 印染在線 作者：廖 巖
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