影响活性染料固色率的因素

虽然固色反应速率远大于水解反应速率,但若工艺条件控制不当,如染液pH值过高或温度过高等,会促使染料水解加剧,固色率降低,染色织物上的浮色增加,加重后处理负担,并且使染色成本提高,印染废水处理负担加重等。所以提高活性染料的固色率,是活性染料染色中的一个重要问题。

一、染料直接性

固色的前提条件是染料上染纤维制品,染料的直接性是影响上染率的主要因素。一般情况下,活性染料固色率随直接性的增加而提高。以乙烯砜型活性染料为例,直接性与固色率的关系见图7-3所示。

▲图7-3 活性染料直接性与固色率的关系

从图7-3中曲线可知,当染料的直接性较低时,固色率随直接性的增加而迅速提高,当直接性高达一定程度后,固色率增加已不明显。

这是因为直接性高的染料扩散性能差,使染料在纤维表面固着,所以直接性过高的染料,非但不能提高固色率,反而会降低染料的匀染性,并造成水解染料不易洗净,影响染色牢度。

活性染料直接性一般较小,这是导致活性染料固色率较低的原因之一。因此,要提高活性染料的直接性,不宜采用太高的温度和pH值上染,因为随着染色温度的提高,活性染料的直接性降低,如图7-4所示。

同时,在较高pH值条件下,纤维素纤维的离子化程度提高,对染料阴离子起排斥作用,结果染料吸附量减少,如图7-5所示。

▲图7-5 pH值与染料的直接性和反应性的关系1—直接性2—反应性

二、染色pH值和温度

影响活性染料反应性的主要因素有染色温度和pH值。一般情况下,染液温度升高、pH值提高,染料反应性增强(包括与纤维的反应和与水的反应)。如图7-4、图7-5所示。

因为温度升高,染料的反应速率提高;pH值提高,纤维的膨化程度增加,染料的扩散速率增加,有利于染料与纤维的反应。但pH值过高,[Cell—O-]/[OH-]比值下降,不利于染料与纤维的反应。并且过高的温度和pH值还会加速染料水解,降低固色率。因此,为保证染料正常固色,尽量使染料少水解,应根据染料自身的反应性,合理确定固色温度和pH值,一般pH值控制在10～11为宜。

三、染色时间

活性染料染色分上染和固色两个阶段,延长上染阶段的时间,能使染料充分扩散、渗透,上染率提高,有利于匀染。但活性染料经固色后,染料与纤维发生了共价键合,染料已成为纤维的一部分,不能再发生移染。因此,延长固色时间对匀染的作用不大。而对于那些反应性较弱的染料来说,延长固色时间,可以使染料固色更充分,有利于提高固色率。对染料—纤维键耐碱性较差的染料而言,延长固色时间,还会导致已固色的染料发生水解。

在活性染料上染过程中,加入适量中性电解质促染,有利于提高固色率。这是因为加入中性电解质可以降低纤维表面的动电层电位,增加染料的直接性,从而提高固色率。其促染原理及影响因素与直接染料染色相似。

五、染色浴比

活性染料的直接性小,当采用竭染时,小浴比有利于提高染料的上染率,并且可以增加染料与纤维反应的几率,减少染料的水解,提高固色率。