雷志涛 沈丽丽
活性染料用于染纤维素类的纺织品,已成为当今印染厂家的首选染料。但活性染料在用碱固色时,那些未起反应的染料经水解后,呈水溶性状态吸附在纤维素的表面和缝隙中。传统的染色后水洗工艺是用表面活性剂复配的净洗剂皂洗,在水洗过程中,水解染料从纤维上脱附与皂洗液中的染料重
新被吸附存在一个动态平衡。因此用传统的净洗剂无法洗净。合成一种高分子物的皂洗剂,在碱固色染料后,经过一道热水洗后,用皂洗剂洗涤,就能最大限度地洗净吸附在纤维上的水解染料。利用高分子共聚物优异的分散性能,使水解染料被分散在水中。使用高分子皂洗剂能减少染色后水洗工序,减轻排污压力,而且能保证染色后的牢度指标优于常规后水洗的要求。
1 实验部分
1.1 仪器、药品、材料
l.1.1 主要仪器
强力搅拌器,水浴锅,烘箱。
马来酸酐,丙烯酸,丙烯酰胺,过硫酸盐,活性染料等,均为工业品。
纯棉布,32/32 110×76
1.2 合成实验方法
马来酸酐和丙烯酸、丙烯酰胺,经碱中和后用过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原型引发剂,在
1.3 测试
在质量恒定的称量瓶中称取聚合物样品
(1)称取
(2)称取碳酸钠lO g,加软水90 mL溶解成lO%Na2CO3溶液。
(1)准确称取
(2)移取25 mL样品至锥形瓶中,加入10%Na
(3)用0.1 mol/L乙酸钙标准溶液滴定至产生永久性的
白色沉淀物为终点。
1.3.2.3 分散值的计算
分散值(mg/g)= |
V×C×100.1 |
G |
式中:
V-样品消耗乙酸钙标准溶液的体积mL;
C-乙酸钙的浓度mol/L;
G-样品的重量g;
100.1碳酸钙的分子量。
皂洗牢度和白布沾色牢度按GB/T
2 结果和讨论
按“
2.1 引发剂
引发剂对产品性能的影响见表l
表l 引发剂对产品性能的影响
序号 |
引发剂 |
产品性能 |
||
引发剂及用量 |
分散力mg/g |
粘稠度 |
外观 |
|
1 |
过硫酸铵0.5 过硫酸铵0.5 |
120 |
小 |
有沉淀 |
2 |
亚硫酸氢钠0.25 过硫酸铵0.6 |
140 |
较大 |
色深,有沉淀 |
3 |
亚硫酸氢钠0.25 过硫酸铵0.5 |
150 |
较大 |
色较深,有少量沉淀 |
4 |
亚硫酸氢钠0.25 过硫酸铵0.6 |
180 |
较大 |
色较浅,基本无沉淀 |
5 |
亚硫酸氢钠0.25 过氧化物0.3 |
220 |
较大 |
色浅,无沉淀 |
编者注:表中引发剂及用量一项,原文有错。
从表l可看出,在三元共聚物中,由于马来酸酐的量占比例较大,常规的过硫酸铵和过硫酸铵-亚硫酸氢钠引发系统不能很好地使反应完全,产品易出现晶状体(马来酸酐未反应完全)。引入另一种过氧化物.大大降低了马来酸酐参与共聚反应时的△E,使得反应进行得完全而且对最终产品有漂白作用。
2.2 反应时间
采取中和的丙烯酸和丙烯酰胺溶液滴加的方式,在滴加完后,设定不同反应时间对产品性能的影响见表2。
表2 保温时间对产品性能的影响
保温时间h |
分散力mg/g |
色泽 |
1 |
85 |
浅,降温出现大量沉淀 |
2 |
120 |
浅,降温出现沉淀 |
3 |
130 |
浅,降温出现部分沉淀 |
4 |
180 |
浅,降温基本无沉淀 |
5 |
185 |
浅,降温后无沉淀 |
从表2可看出.反应时间对反应的转化率有非常大的影响。时间短,马来酸酐未完全参与反应,导致产品出现沉淀。分散力较差。因此,较合适的时间为单体全部滴加完后,保温反应4~5 h。
2.3 聚合温度
聚合反应温度对产品性能的影响见表3。
表3 聚合反应温度对产品性能的影响
聚合温度℃ |
分散力mg/g |
粘稠度 |
外观 |
80 |
120 |
小 |
无色,有沉淀 |
85 |
123 |
较小 |
无色,有少量沉淀 |
90 |
160 |
较大 |
淡黄色,基本无沉淀 |
95 |
162 |
较大 |
淡黄,色无沉淀 |
由表3可知.聚合温度控制在
2.4 单体配比
m(马来酸酐): m(丙烯酸) : m(丙烯酰胺)的配比以75:45:10较为合适。提高丙烯酸及丙烯酰胺用量,反应较易进行,但成本较高,分散性下降。增加马来酸酐用量,分散能力提高,但反应不完全,有沉淀产生。
表4 皂洗比较
水洗工艺 |
牢度(白布沾色,级) |
常规 |
2 |
无泡皂 |
3 |
注:皂洗剂,
2.5 皂洗牢度比较
采用无泡高分子皂洗剂作为染色后水洗,其牢度明显比常规洗涤的牢度好。这样,就可以降低固色剂的用量,同时可减少染色后水洗的工序。
3 结论
(1)采用过氧化物-亚硫酸氢钠为复合引发剂系统,合成以马来酸酐为主的三元共聚物,色泽浅,分散力强,不含磷和APEO,也不会向废水中释放AOX,是一种对环境友好的产品。
(2)原料配比:75:45:10,三元组合引发剂系统的配比:5%、2.5%、3%,反应时间为5 h。
(3)用于活性染料染色后水洗:白布沾色牢度比常规皂洗提高l级,而且无泡,可减少洗涤工序,节省水、电、汽。