新型代用碱AK-40的应用性能研究
徐山山
（浙江普斯顿科技有限公司 浙江杭州 310000）
摘 要：研究了代用碱AK-40在活性染料染色过程中的应用性能。通过对比不同碱剂在染色棉织物的K/S值及摩擦色牢度等性能，结果表明：自配代用碱AK-40用量3.5g/L可达到纯碱用量20g/L染色固色效果，同时对比市售代用碱在湿摩擦牢度方面有所提高。
关键词：代用碱；纯碱；棉织物；活性染料
前 言
活性染料染色需要加入大量纯碱进行促染，纯碱是强碱弱酸盐，碱性温和，PH值波动范围较小，符合活性染料染色中的固着条件，在水溶液中能形成一种可逆反应：
纯碱溶于水后能生成烧碱和碳酸氢钠，碳酸氢钠在湿和热的条件下生成二氧化碳气体、水和纯碱，所以在很大阶段范围浓度内的PH值变化不大，这比较符合活性的固着条件，从而可以使染料和纤维的反应过程平稳持续进行[1-3]。
代用碱在活性染料染棉纱、针织物时，可以取代纯碱进行染色、固色，用量仅为纯碱用量的1/6～1/8，节约成本50%左右。在染敏感颜色时，由于代用碱具有优异的缓染性，对色花现象有比较明显的改善作用[4-5]；同时能够减少水洗中和，减少废水排放，降低能源消耗。
本文采用供碱组份、缓冲剂组份和分散螯合组份等复配得到一种代用碱AK-40，并测试其对染色、固色棉织物的K/S值，耐摩擦牢度等性能的影响。
1．实验部分
1.1 主要试剂与仪器
织物：40s/1精棉双面半漂布。
染料：活性红3BS、活性嫩黄M-7G、活性黑KN-B。
试剂：代用碱AK-40（自配），纯碱，元明粉，冰醋酸等。
仪器：RY-25012型常温振荡染色机，Datacolor 型电脑测色配色仪，SW-12型耐洗色牢度试验仪，D6型酸度计，Y571B型耐摩擦色牢度试验仪等。
1.2 棉织物染色工艺
活性染料 5%（o.w.f）
元明粉 50g/L
纯碱 20g/L
代用碱 X
浴比 1∶10
染色工艺流程见图1所示。
图1 棉布染色工艺流程图
1.3 性能测试方法
K/S值：采用Datacolor型电脑测色配色仪进行测定。
耐摩擦色牢度：参照GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验 耐摩擦色牢度》方法测定。
2．结果与讨论
2.1 代用碱AK-40用量对K/S值的影响
图2 代用碱AK-40用量对不同染料的K/S值的影响
从图2可知，开始时随着代用碱AK-40用量的增加，K/S值也随着升高。当用量为3～4g/L时，K/S值维持在较高的水平；K/S值最大时，代用碱AK-40最佳使用量因染料的不同而出现略微差别。
当代用碱AK-40用量超过4g/L后，K/S值反而下降，原因可能是代用碱AK-40用量增加，染液的PH值也增大，纤维素的电离程度也增加，加快了纤维与染料之间共价结合的速度，但当代用碱AK-40质量浓度过大，染液PH值过高时，虽然提高了染料与纤维共价结合的速度，但染料的水解也随着增加，K/S值反而下降。因此，代用碱AK-40用量为3～4g/L最佳。
2.2 代用碱AK-40与纯碱在染色过程中的PH值变化
采用纯碱20g/L，代用碱AK-40 3.5g/L，分别测试纯碱与代用碱AK-40在染色过程中不同时间段的PH值变化。
表1 两种碱剂在染色过程中的PH值变化
由表1可知，代用碱AK-40的PH值比纯碱的稍微高一些，碱性强一些。随着固色时间的增加，两种不同碱剂工作液的PH值均有所下降，代用碱AK-40的工作液PH值相较于纯碱下降幅度稍小，可能与代用碱AK-40中含有缓冲组份有关系，使PH值维持在相对稳定的状态。
2.3 不同碱剂对不同染料染色后棉织物的K/S值及摩擦牢度等性能的影响
分别采用纯碱、自配代用碱AK-40与市售代用碱作为碱剂，对使用三种不同颜色的活性染料染色后织物的K/S值及摩擦牢度等性能进行测试，结果如表2所示。
表2 不同碱剂对不同染料染色后棉织物的K/S值及摩擦牢度等性能的影响
由表2可知，在相同条件下，经过不同染料染色，不同碱处理的棉织物的K/S值基本相同，耐干摩擦牢度比较接近，都达到4～5级。棉织物的耐湿摩擦牢度则有差异，自制代用碱AK-40与纯碱的耐湿摩擦牢度基本相同，优于市售代用碱的耐湿摩擦牢度值；可能是自配代用碱AK-40中含有螯合分散组份，对水的稳定性高，有利于染料的扩散，进一步提高了其湿摩擦牢度。
3．结论
通过自配一种新型代用碱AK-40，并对其进行染色后棉织物K/S值及耐摩擦牢度等相关性能测试，结果表明：自配代用碱AK-40用量3.5g/L可达到纯碱用量20g/L染色固色效果，同时对比市售代用碱在湿摩擦牢度方面有所提高。
参考文献：
[1]宋心远,沈煜如.新型染整技术[M].北京:中国纺织出版社,1999.
[2]崔军辉,许海育.活性染料固色代用碱H应用性能研究[J].印染助剂,2009,26(2):42-45.
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[4]李晓宇.活性染料新型代用碱剂及其应用性能[D].东华大学,2015.
[5]王黎明,沈勇,丁颖等.新型染色代用碱TS的制备及应用[J].印染,2007,33(12):6-9.
作者简介：
徐山山，硕士研究生，主要从事有机硅材料的研究与应用开发。
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