分散染料高温高压染涤纶,为什么容易产生色点、色渍与焦油斑?如何应对?
分散染料高温高压染涤纶,产生色点、色渍与焦油斑,是分散染料的热凝聚性引起的。
所谓热凝聚性,是指在高温(>100℃)染浴中,分散染料(微粒)会发生聚集或絮集的现象。其机理是:分散染料的分子结构中,不含亲水性基团,故染料微粒的水溶性极小，全靠染料中含有的分散剂(分散剂N、分散剂MF)将其包覆,形成亲水性的染料胶粒,才得以稳定地分散在水中。然而,这些分散剂具有水温越高,分散能力越差的缺陷。即染料微粒与分散剂之间的结合法(两者的抱合力),会随着水温的升高而变弱。因此,两者形成的染料胶粒,随着染温的升高,会不同程度地被拆散,使染料微粒游离岀来。这些游离的染料微粒,由于具有疏水性,受到水的排斥,微粒与微粒之间便会相互聚集,形成新的或更大的颗粒,乃至染料的聚集体 。
染料自身的活化能也会随着染温的升高而增大,相互碰撞的概率增大,也是促使染料微粒快速聚集的重要因素。
倘若染料的聚集度过大,而且在保温染色的过程中又无力“解聚”,就会残留在织物上,形成色点、色渍。如果染料凝聚过度形成“絮集”,则黏稠的染料絮集物还会与染浴中脱落的纤雏 屑、析出的涤纶低聚物等相结合,黏附在织物上形成无法挽救的“焦油斑”染疵。
分散染料热凝聚性的检测方法如下：
①配方:分散染料2g,冰醋酸0.5mL/L。
②处理:取配好的染液100mL,注入不锈钢杯中,置于红外线染样机中热处理。
条件:升温速度4℃/min,染杯转速40r/min、处理温度100~130℃、处理时间10min与40min后快速降温至50℃抽滤。未做热处理的染液,同样做抽滤处理。
注:用101型定性滤纸(快速),以予华循环水多用真空泵抽滤。
③检测:分别吸取经过或未经过热处理的过滤染液5mL,用水稀释至50mL,摇匀后再吸 取1mL于比色管中,加入丙酮10mL溶解成透明染液,摇匀后用上海精出科学仪器公司的721N型可见分光光度计,以蒸馏水作参比样,分别检测其吸光度。
说明:
①分散染料的染液为染料微粒的分散液,对光会产生散射,无法用721N型可见分光光度 计检测,故必须用丙酮溶解,使其呈现出真实色泽的透明溶液。
②国产分散染料,存在着粒度的不均一性,其中部分较大的染料颗粒,也会被滤纸滤出。因 此,未经热处理的染液,也要经滤纸过滤,不然会影响检测结果 。
③分散染料的分散液,在高温(>100℃)热处理的过程中,水中的染料,即会凝聚成大的聚集体,又会通过晶体扩大和二次结晶,产生大的染料晶体。因此,测得的染料热凝聚度,实际是染料的凝聚程度与结晶程度的综合参数。
关于国产分散染料的热凝聚
①国产分散染料,在高温染色过程中的热凝聚(结晶)程度,差异很大。多数染料品种,热凝聚(结晶)性较轻,如分散金黄SE-3R等。部分染料品种热凝聚(结晶)性较重,如分散红玉S5BL等。少数染料品种热凝聚(结晶)性严重,如分散橙GSF等
②不同品种的分散染料,其热凝聚(结晶)倾向最大的温度时段,并不相同。比如,多数染料是在130℃左右,热凝聚(结晶)倾向相对最大,而以分散深蓝D3BG(C.I.分散蓝79)为代表 的部分染料,则是在110℃左右热凝聚(结晶)度最高,提高温度,其热凝聚(结晶)倾向反而会显著变小。
③高温保温染色时间的长短,对分散染料的热凝聚(结晶)程度,有着直接的影响。对多数分散染料而言,延长高温保温染色时间,可以使其热凝聚(结晶)程度变小或显著变小。
比如,分散蓝E4R(C.I.分散蓝56)在130℃,10min时的热凝聚(结晶)度为12.17%,而 在130℃,40min时的热凝聚(结晶)度为7.63%;分散深蓝S-3BG(79*)在130℃,10min时的 热凝聚(结晶)度为14.33%,而在130℃,40min时的热凝聚(结晶)度为9.14%。
显然,这与延长高温保温染色时间,部分染料聚集体(或晶体)发生“解聚”有关。
但对少数染料如分散橙G-SF(C..L分散橙72)来说,延长高温保温染色时间,对减小其热凝聚(结晶)程度,却作用不大。
④分散染料的热凝聚(结晶)程度,与高温分散匀染剂的施加关系密切。检测结果证实,染液中加入1~2g/L高温分散匀染剂,多数常用分散染料的热凝聚(结晶)性,可以得到明显甚至是显著的改善。比如,分散深蓝S-3BG的热凝聚(结晶)度,可从9.14%降至4.21%。分散蓝 E-4R的热凝聚(结晶)度,可从7.63%降至0.37%
注:对分散橙GSF等少数染料,高温匀染剂的加入则作用不大 。
可见,热凝聚(结晶)性是分散染料在高温(>100℃)染浴中,普遍存在着的一种物理性能。 只是染料品种不同(含生产厂家不同),所表现出的热凝聚(结晶)程度轻重不同而已。
常用国产分散染料,在高温高压染色过程中的热凝聚(结晶)行为,可归纳成A、B、C三种
A型:染料自身的热凝聚(结晶)程度较小,延长高温保温染色时间或施加高温分散匀染剂, 对热凝聚(结晶)性的影响不明显。这类染料占多数,实际应用一般不会因染料凝聚(结晶)造成 染疵,故最适合浸染染色。
B型:染料自身的热凝聚(结晶)程度大或较大,但随着高温保温染色时间的延长和高温分散匀染剂的施加,其热凝聚(结晶)程度,会显著变小,甚至可以基本解聚。分散深蓝S-3BG就 是典型代表。这类染料,只要正确控制升温速度,高温保温染色时间充分,施加适量的高温分散 匀染剂,通常也不会因染料凝聚(结晶),造成色泽不匀、牢度下降以及色点色渍等质量问题。因 此,浸染染色也可以选用。但筒子纱染色和经轴染色,则要慎重。
C型:染料自身的热凝聚(结晶)程度很大,而且即使延长高温保温染色时间和施加高温分散匀染剂,其热凝聚(结晶)程度,也不会产生明显改善。分散橙G-SF就是代表。显然,这类染料,在浸染染色中是不适合使用的,只能用于轧染。
应对措施如下 ：
①不同结构的分散染料,其热凝聚程度差异颇大。所以,要通过检测选用A类与B类染料染色。这是消除质量隐患的关键。
②高温分散匀染剂,可以有效减小分散染料在高温染浴中的凝聚(结晶)性。所以,分散染料高温染色时,施加适量(1~2g/L)高温分散匀染剂是必需的 。 因为,这既可以克服染料凝聚(结晶)所导致的匀染透染效果不佳,染色牢度不良,以及色点色斑等质量瑕疵,而且因涤纶结晶度等结构性差异,而产生的横档印、搓板印等染疵,也可以得到较好的遮盖。
③高温(130℃)保温染色时间要充分。理由不仅是为了真正达到上色平衡,提高色泽的重现性,也是为了通过高温移染,将升温阶段产生的吸色不匀,实现均一化。而且,随着保温时间的延长,染料的不断上染,染料聚集(结晶)体的逐步“解聚”,对改善匀染透染效果,提高染色牢度,也会产生明显的积极作用。
