新工艺新产品涤纶新型染色载体的开发和应用性能研究*杨军,刘拥君,刘方,周向东,翦育林(湖南工程学院化学化工系,湖南湘潭411104)[摘要]以有机羧酸和多元醇为原料,采用酯化法合成涤纶染色载体Z T-ECO,讨论了其应用性能。
研究结果表明,该产品是一种值得推广的环保型染色载体。
[关键词]染色载体;分散染料;聚对苯二甲酸乙二酯纤维;应用开发[中图分类号]TS19312+26[文献标识码]E[文章编号]1003-1308(2003)03-0034-051引言常用的涤纶纤维染色方法有高温高压法、热熔法和载体染色法。
目前,载体染色法没有得到广泛应用的主要原因是:(1)染色效果不理想,(2)会引起染液分散稳定性下降,(3)对环境造成污染, (4)染色后载体去除困难。
我们经过一年多的努力,在参阅有关文献基础上[1~3],已较为成功地开发出一种新型染色载体ZT-EC O,并经过实验和应用证明:该产品的使用效果良好,值得推广。
2实验部分211实验材料分散蓝H-GL200%,分散红玉S-2GFL150%,分散黄棕2R-FS150%,邻苯基苯酚,甲基萘,载体ZT-EC O,滤纸2#和4#(W HATMAN)。
212实验仪器RAPID高温高压染色小样机(台湾),电脑测配色仪SF-600(美国DATACOLOR),UV-2201紫外分光光度计(日本岛津),真空抽滤装置(上海)。
213ZT-EC O的合成和作用机理21311合成以有机羧酸和有机醇为主要原料,以浓硫酸为催化剂,按一定比例在温度146~148e下反应215h,然后分离,得到一种无色油状液体。
将此油状液体与其它表面活性剂复配,即得到新型环保载体ZT-ECO。
21312作用机理该产品的主要成份为酯类化合物,涤纶纤维的化学名称为/聚对苯二甲酸乙二酯0,属典型的酯类化合物。
根据相似相溶原理,Z T-ECO对涤纶有增塑、膨化作用,从而有利于分散染料向纤维内部扩散;同时该产品不含联苯氯化物以及芳烃类有害物质,对环境无害。
[收稿日期]2003-06-26;[修订日期]2003-08-18*本文研究内容为湖南省教育厅资助的科研项目,序号为02C177。
214热稳定性的测定[4]本课题以3种载体为研究对象,采用AATC C-146-1996方法,测量载体对分散染料溶液热稳定性的影响。
215对染料染色性能的测定21511染色处方分散染料X%(o wf)冰醋酸调pH4-5载体Y g P L浴比1B1021512染色工艺流程在50e时加入染料、载体、冰醋酸,搅拌5min y以015e P min升温速率升温至100e,再保温染色一定时间y降温至85e,还原清洗10min y水洗y烘干。
21513上染速率的温度依存性测定按照21511和21512中的工艺和条件对涤纶织物进行染色,用紫外分光光度计测量染色前染液吸光度值(I0)和染色结束后染液的吸光度值(I1),再按下式计算近似上染百分率:上染百分率(%)=I0-I1I0@100%21514上染速率的时间依存性测定在恒定温度下,按21511处方对涤纶织物染色,用紫外分光光度计测量染色前染液的吸光度值(I0)和染色过程中(一定时间点处)染液的吸光度(I2)再按21513所示公式计算出上染百分率。
21515载体用量对上染率的影响将各载体按一定浓度梯度,按21512工艺流程对涤纶织物进行染色,测量上染率的高低。
21516移染率的测定原布按3%(o wf)染料浓度进行染色(130e@50mm)。
分别取相同重量的色布和白布,助剂用量1、2、4、6、8g P L在一定温度下进行移染试验,来测量移染率的高低。
21517染色牢度的测定按ISO)3法测试染色后织物的水洗牢度,按GB)3920测试染色织物的摩擦牢度。
21518织物颜色特性的测定取来染色后的织物样品,用电脑测配色仪SF)600测量其颜色表观深度和色差的变化情况。
3结果与讨论311ZT-ECO的特性和技术指标外观:无色油状液体。
溶解性:能与水以任意比例混合形成白色乳液。
pH值(1g P L的乳液):617。
特性:¹增塑作用强,促染效果好;º对染液的稳定性无不良影响;»无特殊气味;¼对环境无害。
312对染液热稳定性的影响以分散红玉S)2GFL150%为研究对象,用水将其配成5g P L的染液200mL,分别加入各载体1 g P L,5g P L,8g P L,10g P L,在100e和120e温度下处理1h;然后降温至70e,用真空抽滤装置经过2#P4#滤纸抽滤,记录抽滤时所用的时间并对滤纸残余物进行评级,结果如表1所示。
表1各种载体对染液热稳定性的影响未用载体时邻苯基苯酚甲基萘ZT-ECO1g P L4g P L8g P L10g P L1g P L4g P L8g P L10g P L1g P L4g P L8g P L10g P L抽滤时间(s)100e120e1620192424283034384020252829323642421620182220242425残余物评级100e120eI-A-4I-A-4I-A-3I-A-3I-A-3I-B-3I-B-3I-B-3I-B-2I-B-2I-A-4I-B-3I-A-3I-B-3I-A-3I-B-3I-B-2I-B-2I-A-4I-A-4I-A-4I-A-4I-A-3I-A-4I-B-4I-B-4由表1可知,随着邻苯基苯酚和甲基萘在染液中用量的增加,染液的稳定性明显下降,而ZT-ECO对染液的热稳定无明显不良影响。
由此说明,载体-ZT-EC O与分散染料染液的相溶性较好。
313载体用量对上染率的影响将各载体以一定浓度梯度、按21512中的工艺流程对涤纶织物进行染色,以未加载体的空白染色布样为参照标准,上染率结果如表2所示。
表2各种载体的浓度对染液上染率的影响(%)载体浓度1g P L2g P L3g P L4g P L5g P L6g P L7g P L8g P L9g P L10g P L邻苯基苯酚48.349.851.755.956.857.256.154.252.850.3甲基萘49.450.753.456.857.957.656.354.751.449.1 ZT-ECO53.355.658.962.464.565.864.362.160.759.4由表2可知,随着载体浓度的增加,染液的上染率也在不断增加:但增加互一定程度后,上染率将随载体用量的增加而下降。
这可能是当载体用量达到一定程度后,在染液中形成了第三相,从而使染料在染液中的溶解度增加,使较多的染料残留在染浴中,从而降低了染料的上染率。
在100e 时染色,邻苯基苯酚的最佳浓度为6g P L,甲基萘的最佳浓度为5g P L,ZT-EC O的最佳浓度为6g P L。
314温度对分散染料上染率的影响按21511和21512中的工艺条件和工艺流程,以分散蓝H-GL200%为研究对象,染色深度为2%(owf),在不同温度点处的上染率如表3所示。
表3染液上染率对温度的依存性(%)温度(e)未用载体时邻苯基苯酚甲基萘ZT-EC O 50000060 3.2 4.5 4.9 5.4707.39.210.111.88010.415.116.518.39016.121.323.526.710020.538.040.944.7由表3可知,随着染色温度的提高,染液的上染率明显增加,其中以ZT-EC O增加的幅度最大。
由此说明,Z T-ECO对涤纶的增塑作用最强。
315在恒定温度下时间对分散染料上染率的影响采用两个温度点(100e、120e),染色深度2%(o wf),染料用蓝H-GL200%,载体用量1g P L。
随着染色时间的延长,染料上染率对时间的依存性如表4所示。
表4染色时间对上染率的影响(%)时间(min)温度(e)未用载体时邻苯基苯酚甲基萘ZT-EC O0100120101001208.321.510.526.813.830.715.234.82010012035.748.338.854.239.156.444.360.94010012038.962.844.368.545.369.750.472.36010012040.370.948.575.949.476.856.480.6由表4可知,在恒定温度下,随着染色时间的延长,上染率增加,尤以ZT-EC O增加的幅度最大。
由此说明,Z T-ECO的助染效果最好。
316载体对染色织物牢度的影响在各种助剂的作用下(1g P L),将织物染成同一深度(130e@40min),并经还原清洗,进行水洗牢度和摩擦牢度测试,结果如表5所示。
表5载体对染色织物牢度的影响(级)染料名称助剂名称水洗牢度(ISO-3法)摩擦牢度羊毛腈纶涤纶尼龙棉醋纤干湿分散蓝H-GL 200%未用载体时4-54-5434-54-54-54邻苯基苯酚4-54-53-42-34-5443-4甲基萘4-54-53-42-34-5443-4 ZT-ECO4-54-5434-54-54-54分散红S-2GFL 未用载体时4-54-53-42-34-54-54-54邻苯基苯酚4-54-532-34-54-543-4甲基萘4-54-532-34-54-543-4 ZT-ECO4-54-53-42-34-54-54-54分散黄棕2R-FS 未用载体时4-54-543-44-5443-4邻苯基苯酚4-54-53-434-5443甲基萘4-54-53-434-5443-4 ZT-ECO4-54-543-44-5443-4由表5可知,载体邻苯基苯酚和甲基萘对染色织物的牢度略有影响,主要表现在涤纶和尼龙的沾色牢度下降,同时摩擦牢度也有所下降:而ZT-EC O对染色织物的牢度基本上没有影响。
317对染色织物颜色特性的影响在各种载体的作用下(6g P L),分别对织物进行染色(130e@40min),染色深度2%(owf),以未加载体染色之色样为参照标准,对各染色织物测色,结果如表6所示。
表6各种载体对染色织物颜色特性的影响总色差($E)色相差($H)艳度差($C)邻苯基苯酚0.318-0.241-0.187甲基萘0.307-0.224-0.163Z T-ECO0.243-0.109-0.113由表6可知,使用邻苯基苯酚和甲基萘将对织物的颜色有一定的负面影响,主要表现在色光偏暗、色差编大。
4结论(1)载体ZT-EC O对涤纶的增深、膨化作用好,使涤纶纤维能在常压、100e时染色:(2)载体ZT-EC O对染料的染色牢度和色光无不良影响。
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