活性染料染色用皂洗剂的研究摘要:针对活性染料对纯棉织物进行染色皂洗效果差的问题,对相关的表面活性剂复配进行研究。
探讨了表面活性剂的种类和用量对皂洗效果的影响,从而复配出最优的皂洗剂。
三种表面活性剂SKDA、DL、ZX的最佳比例为55% :25% :20%,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和NP-100的最佳复配比例是70%﹕30%,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和IW(B)的最佳复配比例是90%﹕10%。
关键词:活性染料;表面活性剂;复配;皂洗剂;Study on the soaping agents for reactive dyes dyeing SHI Wen-zhao,LIU Jin-shu,XU Cheng-shu ,REN Y an,XING Jian-wei,GUO Long (School of Textile and Materials,Xi′an Polytechnic University,Xi′an 710048,China) SDBStract: The design aims the problem which the poor effective on dying purified cotton by reactive dyes, studies the related surfactants duplication. This article discusses the influence on the effect of soaping by different ways of type and amount, thus we duplicate the best soap lotion. The best ratio of three kinds of surfactants,SKDA, DL and ZX,is 55%:25%:20%, the best mixture ratio of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) and NP-100 is 70%: 30%, the best mixture ratio of sodium dodecyl benzene sulfonate(SDBS) and IW(B) is 90%:10%.Key word :, surfactants;duplicate matches;soaping agents0 前言活性染料染色时易水解,且水解染料在纤维上已发生吸附,构成浮色,染色后,需采用洗涤方式去除纤维上的水解染料和少量未反应的染料,或采用阳离子固色剂固色使之牢固地固着在纤维上,否则会严重影响耐洗和耐湿摩擦色牢度[1]。
目前活性染料染棉使用的皂洗剂多是表面活性剂、洗涤助剂和螯合分散剂的复配物,在皂洗的过程中往往需要加入碱进行皂洗,虽然湿摩擦牢度﹑皂洗牢度可以达到要求,但是在洗涤过程中会影响棉织物的光泽,这是生产厂家不愿看到的[2~3]。
表面活性剂复配的目的是产生加和增效作用,也可以叫做协同效应。
非离子表面活性剂中加入阴离子表面活性剂后,浊点升高,CMC降低,非离子表面活性剂插入到阴离子表面活性剂胶束中形成混合胶束,其中非离子表面活性剂的聚氧乙烯链愈短或阴离子表面活性剂疏水基链愈短,则越容易插入,从而使界面吸附速度提高,表面张力下降,润湿性提高,洗涤效果随之显著提高[4~8]。
本实验中将不同的表面活性剂按一定分量配比掺合,一起发挥协同作用,提高吸附能力,降低表面张力及促进胶团化,提高表面活性,从而提高皂洗剂的洗涤能力,获得较好的洗涤效果。
1 实验部分1.1 材料与药品材料经煮练和漂白的纯棉织物。
染料活性艳红M-2B(申新染料公司提供)。
试剂SKDA、DL、ZX(自制);十二烷基苯磺酸钠(SDBS)(自制);表面活性剂NP-100、IW(B)(自制);Na2SO4,。
Na2CO3,H2O2,HAc,NaOH(分析纯),SKDA(自制)1.2 仪器SDM2-12-140型高温高压染色机(立信染整机械有限公司),722S型可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司), FA2104A型电子天平(上海精密科学仪器有限公司), PHBJ-260型便携式pH试计(上海精密科学仪器有限公司), DHJ-9076A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司), MU505型钆车(北京纺织机械器材研究所),Y57113型纺织品耐摩擦色牢度测试仪(温州纺织仪器厂), SW-12A型纺织品耐洗色牢度测试仪(无锡纺织仪器厂),T1LO750(5)型标准光源灯箱(无锡纺织仪器厂),HD500型水浴振荡器(南通宏大实验仪器有限公司)。
1.3 实验方法 1.3.1 坯布前处理(1)坯布一浴法前处理工艺曲线如图1所示。
85℃ × 60min室温1.3.2 申新系列染料申新M 型系列染料染色配方见表1所示。
表1 申新M 型系列染料染色配方药品 用量 染料/%(o.w.f ) 5 无水Na 2SO 4/g·L -1 60 Na 2CO 3/ g·L -120浴比:20:1(注:以下实验如无特别说明浴比均采用20:1)申新M 型系列染料染色工艺曲线见图2。
室温 图2 申新M 型系列染料染色工艺曲线后处理:先水洗,再皂洗,浴比均为20:1。
(1) 水洗:工艺流程如下图3所示。
图3水洗工艺流程(2)皂洗:工艺处方为:皂洗剂总用量为1.5 g·L-1,其中SKDA:DL:ZX=5%:5%:5%,工艺流程如图4所示。
图4 皂洗工艺流程注:以下实验如无特别说明后处理工艺均使用上述工艺。
1.4 评定皂洗效果的测试标准1.4.1耐摩擦色牢度测试耐摩擦色牢度测试应用的是GB/T3920-1997中规定的方法。
1.4.2耐皂洗色牢度测试耐皂洗色牢度测试应用的是GB/T3921.1-1997~GB/T3921.5-1997中规定的方法。
2. 结果与讨论2.1 三种表面活性剂(SKDA、DL、ZX)最佳复配方案的选择2.1.1确定SKDA、DL、ZX之间的复配用量关系皂洗剂(总用量为1.5 g·L-1)中各表面活性剂组分(即SKDA、DL、ZX)之间的复配对皂洗效果的影响如表2所示。
表2 SKDA、DL、ZX的复配对皂洗效果的影响序号配方/%SKDA:DL:ZX干摩擦牢度/级湿摩擦牢度/级粘色牢度/级变色牢度/级皂洗牢度/级1# 30:25:45 5 3-4 4 4-5 4 2# 35:25:40 5 4 4 4 3-4 3# 40:25:35 5 3-4 4 4 4 4# 45:25:30 5 3-4 4 4-5 4 5# 50:25:25 5 3-4 4 4 3-4 6# 55:25:20 5 4 4-5 4-5 4 7# 60:25:15 5 4 4 4-5 4 8# 65:25:10 5 4 4 4 4 9# 70:25: 5 5 3-4 4 4-5 4 10# 75:25:0 5 3-4 4 4 4 由实验结果可知,6#复配配方的测试效果是最好的。
它的各项指标还不能达到我们的要求。
2.1.2加盐对皂洗剂复配的影响对非离子型表面活性剂,无机盐影响较小。
但是对于离子型表面活性剂添加无机盐后,与表面活性剂反离子具有相同性能的离子促使表面活性剂离子端间电性相互作用,使胶束的扩散双电层收到压缩,离子端间相同电荷斥力减小,从而使更多的离子型表面活性剂进入胶束,促进表面活性剂缔合为胶束,使胶束聚集量增加,溶液CMC下降,同时有利于形成的胶束稳定。
提高表面活性剂的润湿性能和去污性能。
所以按2.1.1实验配方比例加入盐以确定盐对表面活性剂复配的影响如表3所示(皂洗剂总用量为1.5 g·L-1)。
表3加盐对皂洗效果的影响序号配方/%SKDA:DL:ZX干摩擦牢度/级湿摩擦牢度/级粘色牢度/级变色牢度/级皂洗牢度/级1# 30:25:45 5 4 4 4-5 4 2# 35:25:40 5 4 4 4-5 4-5 3# 40:25:35 5 4 4-5 4 3-4 4# 45:25:30 5 4 4-5 4-5 45# 50:25:25 5 4 4 4-5 4-56# 55:25:20 5 4 4-5 4-5 4-57# 60:25:15 5 4 4 4-5 4-58# 65:25:10 5 4 4 4-5 4-59# 70:25: 5 5 4 4-5 4-5 410# 75:25:0 5 4 4-5 4 4-5 该组实验的实验配方与2.1.1的实验配方是一样,只是加入了2g/l的Na2CO3(20%),同过本组实验数据和2.1.1的数据比较,加入Na2CO3后棉织物的湿摩擦牢度、粘色牢度、变色牢度和皂洗牢度都提高了0.5级。
说明加入Na2CO3能提升皂洗剂的皂洗能力,去除浮色的能力好。
在本组实验数据中,6#的复配配方皂洗的各项效果是最好的。
由于2.1.1可知也是6#的皂洗效果是最好的。
由此可得出SKDA、DL、ZX之间复配的用量关系是55%:25%:20%。
为了进一步确认这三种表面活性剂的最佳复配配方,测试单组分皂洗剂的皂洗效果,以保证实验的准确性。
2.2单组分表面活性剂皂洗效果的测试2.2.1未加盐条件下对皂洗效果的影响单组分表面活性剂(总用量1.5 g.L-1)在未加盐条件下对皂洗效果的影响如表4所示。
表4单组分表面活性剂对皂洗效果的影响序号配方/%SKDA:DL:ZX干摩擦牢度/级湿摩擦牢度/级粘色牢度/级变色牢度/级皂洗牢度/级1# 50:25:25 5 4 4 4 4 2# 50:25:0 5 4 3-4 4 4 3# 100:0:0 5 4 3-4 4 4 4# 0:100:0 5 4 3-4 4 3-4 本组数据是单组分的SKDA和DL未加盐的情况下对皂洗效果进行测试,说明这两种表面活性剂在单独使用时其皂洗效果比复配时的差。
只有湿摩擦牢度和皂洗牢度能达到要求,粘色牢度和变色牢度却差0.5级。
2.2.2加盐条件下对皂洗效果的影响单组分表面活性剂(总用量1.5 g.L-1)在加盐条件下对皂洗效果的影响如表5 所示。
表5 单组分表面活性剂中加盐对皂洗效果的影响序号配方/%SKDA:DL:ZX干摩擦牢度/级湿摩擦牢度/级粘色牢度/级变色牢度/级皂洗牢度/级1# 50:25:25 5 4 4 4-5 4-5 2# 50:25:0 5 4 4 4 4-5 3# 100:0:0 5 4 4-5 4 4 4# 0:100:0 5 4 4 4 4 通过本组实验可知,在单组分的表面活性剂中加入盐,其个别的测试牢度要比未加盐时效果好,但整体上却不如三种表面性剂一起复配的效果好。