分散染料微膠囊染色的研究

1、分散染料微膠囊染色的研究2011-03-16來源:孟春麗，曹毅，呂英智，陳水林（來源卬染）點(diǎn)擊次數(shù)：985關(guān)鍵字：架色分散染料微膠囊針織物聚對苯二甲酸乙二酯纖維 前呂分散染料是一種疏水性強(qiáng)、水溶性小的非離子型染料，主要用于滌綸和滌棉織物的印染加 工。為使分散染料均勻地分散于染色介質(zhì)中，其制備和使川過程中常需借助多種助劑。表 面活性劑的存在使大量染料滯留在染色設(shè)備內(nèi)壁、纖維表面和染色廢水屮，導(dǎo)致染色廢水 的色度、cod、bod和堿度偏高，增加了染色廢水的處理難度。采用微膠囊分散染料對滌綸纖維進(jìn)行染色，則無需另加助劑。微膠囊的壁可看作一種半透 膜，在染色條件下，水的表面張力很低，易滲透進(jìn)入微膠囊內(nèi)

2、，溶解其屮的分散染料。在 擴(kuò)散推動(dòng)力的作用下，溶解的分散染料分了穿過膠囊壁向外擴(kuò)散進(jìn)入染浴。單分了的分散 染料在滌綸纖維表而吸附并向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，完成染著。山于分散染料的溶解度很小，染 浴屮染料濃度極低，而勻染性良好。同時(shí)，染色體系屮不含表面活性劑，不存在增溶作 用，染色結(jié)朿后，織物表而的浮色量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)染色體系，毋需還原清洗和皂洗，既環(huán) 保乂節(jié)能節(jié)水。經(jīng)沉淀過濾后，染色殘液的色度、cod> bod均能達(dá)到國家一級排放標(biāo) 準(zhǔn)，且染色廢水叮無條件冋用于染色、前處理及片整理工序，對節(jié)約水資源，保護(hù)人類生 態(tài)環(huán)境，促進(jìn)紡織行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。木試驗(yàn)研究了分散染料微膠

3、囊染色工藝，分析了各工藝因素對染色效果的影響，并考察了 分散染料微膠囊染色廢水回用的效果。1試驗(yàn)1. 1材料織物純滌綸針織物；超細(xì)純滌綸平紋織物。藥品分散紅3b微膠囊，分散藍(lán)2bln微膠囊（h制）；分散紅3b,分散藍(lán)2bln（_l業(yè) 品）；醋酸（分析純），擴(kuò)散劑（工業(yè)品）。儀器rapid紅外線打樣機(jī)（瑞比公司），cet000a高精度測配色儀，ja2003電了天平，ph 計(jì)，生化培養(yǎng)箱，蒸憎裝置，滴定管等。1. 2分散染料微膠囊的制備將分散染料、80%（ow0系統(tǒng)調(diào)節(jié)劑及適量蒸係水用高剪切混合乳化機(jī)高速均化，倒入三口 燒瓶屮，室溫?cái)嚢钘l件下滴加一定量的蜜胺樹脂預(yù)聚體a,升溫至60°c,

4、保溫1. 5h； 向反應(yīng)體系中加入1%分散劑，攪拌10 min,降溫冷卻，進(jìn)行單層造壁。然后，再滴加一 定量蜜胺樹脂預(yù)聚體b,升溫至75°c,保溫2h,然片降至室溫，進(jìn)行雙層造壁。倒出聚 合物，停止攪拌，將清液去除，得到微膠囊染料沉淀，水洗，抽濾，烘干。1. 3分散染料微膠囊染色工藝染色處方微膠囊染料/ %（owf）x ph值（用酣酸調(diào)節(jié)）56 染色工藝將潤濕的織物放入盛有微膠囊染料的高溫高壓染色管中，60°c始染，z后逐漸升 溫至染色溫度，保溫染色一定時(shí)間。降溫至60°c,収出織物，不經(jīng)水洗，直接烘干。1. 4前處理工藝（1）退煮一浴工藝條件100%naoh/（

5、g/l）40精練劑/ （g / l） 5 溫度/°c 10（）102 時(shí)間/ min 60熱水洗，冷水洗，晾干。(2)漂白工藝條件100%h202/(l)5na2sio / (g / l) 5浴比1： 30溫度/ °c 90時(shí)間/ min 601. 5傳統(tǒng)分散染料染色工藝染色處方/ ( l)染料 / % (owf) 2擴(kuò)散劑nno 1滲透劑jfc 2ph值(用醋酸調(diào)節(jié))5-6浴比1： 20染色工藝將潤濕的織物放人盛有分散染料染液的高溫高壓染色管屮，60°c始染，升溫至染 色溫度保溫染色一定時(shí)間。降溫至6o°c ,取出織物，經(jīng)水洗、還原清洗、水洗，烘干。

6、述原清洗液及條件處方燒堿/ ( l) 2保險(xiǎn)粉/(l)2溫度/ °c 95時(shí)間/ min 101. 6測試方法色度按稀釋倍數(shù)法，川ce7000a高精度測配色儀測定；bod值按gb 7488-1987水質(zhì)五i i綸化需氧量(bod )的測定稀釋與接種法測定；cod值采用垂輅酸鉀法進(jìn)行測定；耐洗色牢度按gb/t3921. 51997紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)拖瓷味葴y定；摩擦色牢度按gb/t 3920-1997紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味葴y定。2結(jié)果與討論2. 1染料用量的影響分別釆用不同類型的分散染料對純滌綸針織物進(jìn)行染色，改變?nèi)玖嫌昧?，測定染色織物的 k/s值，結(jié)杲見圖lo圖1染料用量對染色

7、性能的影響細(xì)粗股膠品品= 紅紅商益_號(hào)在制備分散染料微膠囊的烘干過程屮，膠囊顆粒町能會(huì)發(fā)4:聚集，得到的是不同粒徑的分 散染料微膠囊。山圖1可知，如果微膠囊顆粒大小適度，不加助劑情況下，分散染料微膠 囊的釋放速率與商晶分散染料添加擴(kuò)散劑時(shí)的釋放速率相似，但顆粒較粗的分散染料微膠 囊的緩釋速率比顆粒較細(xì)的微膠囊分散染料慢得多。因此，分散染料微膠囊無助劑免水洗 染色工藝完全能達(dá)到傳統(tǒng)分散染料的染色效果，關(guān)鍵是微膠囊顆粒大小要適度，以保證染 料良好的緩釋性能。2. 2染色溫度和時(shí)間的影響分別采用分散紅3b微膠囊和分散藍(lán)2bln微膠囊對純滌綸針織物進(jìn)行染色，改變?nèi)旧珳?度和時(shí)間，測定染色織物的k/s值

8、，結(jié)果見圖2和圖3。由圖2和圖3可知，分散染料微膠囊的鄴放速率與溫度有關(guān)。110°c時(shí)，分散染料微膠囊 的釋放速率比商品分散染料慢，得色量較低；120 °c時(shí)，分散染料微膠靈的釋放速率比 130°c時(shí)慢，但延長染色時(shí)間（超過80 min）,也能達(dá)到130弋時(shí)的染色效果；130弋染色，分散染料微膠囊的釋放速率較快，染色30 min后基本能達(dá)到染色平衡，且得色量較高。低于120七時(shí)，分散染料微膠囊的釋放速率較慢，可能是由于此時(shí)分散染料在滌綸纖維上的擴(kuò)散速率較慢，從而影響微膠囊的釋放速率。因此，分散染料微膠曩對滌綸纖維的染色最好在130弋進(jìn)行。此外，由圖3可知，顆粒較粗

9、的分散染料微膠囊紅膠囊（粗）的釋放速率很慢，染色織物的k/s值隨染色時(shí)間的延長而增加,但達(dá)到染色平衡所需的時(shí)間較長。再次說明,分散染料微膠囊的顆粒不宜太大。 2520i亠商品葢130丈 丨i804060時(shí)間/mi n簡品c 十茗股 商s£：20 c 亠藍(lán)膠童130 v20100圖2染色溫度和時(shí)間對藍(lán)2bln微膠製緩釋性能的影響12 1086420-*紅膠負(fù)110 v 商品紅110 t 紅般120 v 亠裔品紅i2o r*紅船震120 v 亠商品紅130 v*紅跖刃r（«）2040608002.3擴(kuò)散劑的影響為了提高分散染料微膠囊的釋放速率，在染液中 加人0.5 g/l擴(kuò)散劑

10、，對超細(xì)滌綸平紋織物進(jìn)行染色, 結(jié)果見表1。表1擴(kuò)散劑對分散染料微膠春緩釋性能的影響染色方法k/sv1ch商詁分散紅3b染色13.3055.9456.15359 801.44分散染料微膠囊紅3b（粗）染色2.5056.9753.56353.341.04分傲染料紅3b微膠 囊（粗）+擴(kuò)散劑染色17.5053.8971.43328.520.68分散染料紅3b微膠 囊（細(xì)）染色17.2852.0370.23328.201.32分散染料紅3b微膠 襲（細(xì)）+擴(kuò)散劑染色18.4151.6472.68328.340.46商品分散藍(lán)2bln染色17.8830.0245.44285.860.33分散染料微膠囊

11、藍(lán)2bln染色1&6028.4244. 14287. 121.42分散染料微膠囊藍(lán)2bln +擴(kuò)敵劑染色19.012& 3244.83287.580.43由表1可知,擴(kuò)散劑對顆粒較粗的分散紅3b微膠 曩的影響較大，對顆粒較細(xì)的分散紅3b微膠囊和分散藍(lán)2bln微膠囊的影響較小。這是因?yàn)閿U(kuò)散劑的增溶 作用,能加快顆粒較粗的分散染料微膠囊的釋放速率, 提高勻染性,且不影響染色殘液的色度。但擴(kuò)散劑的 用址不能太大，否則增溶作用太強(qiáng)，使染色殘液的色度 值增高，達(dá)不到清潔染色的目的。2.4分散染料微膠囊染色效果超細(xì)滌綸平紋織物采用常規(guī)分散染料染色與分散 染料微膠囊無助劑免水洗染色的結(jié)果見表

12、2。表2分散染料微膠湊染色工藝與常規(guī)工藝比較k/s值皂洗牢度/級摩擦牢度/級褪色滌沾色棉沾色干濕紅3b微膠奏工藝10.09455554 5常規(guī)工藝9.987555545藍(lán) 2bln微膠囊工藝22.92954554545常規(guī)工藝20.9654-55545由表2可知，分散染料微膠囊染色工藝的k/s值 略高于常規(guī)工藝，而前者無需添加染色助劑，無需還原 清洗等后處理，就可達(dá)到與傳統(tǒng)工藝還原清洗后相同 的色牢度。這主要是因?yàn)槲⒛z曩染色中沒有表面活性 劑的增溶作用，表面浮色較少。2.5分散染料微膠素染色廢水水質(zhì)比較常規(guī)分散染料和分散染料微膠囊染色殘液沉 淀過濾后的水質(zhì)，結(jié)果見表3。表3染色殘液的水質(zhì)指標(biāo)工

13、藝染料色度/倍cod/(mg/l)當(dāng)規(guī)染色工藝紅3b48096296藍(lán) 2bln4201 15084微膠囊染色工藝紅3b1 24612藍(lán) 2bln3 45210由表3可知，由于微膠囊染色工藝中未使用任何 助劑，染色殘液的色度，以及cod和bod值都比常規(guī) 分散染色工藝低得多，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到gb 4287- 1992紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的一級標(biāo)準(zhǔn), 可直接排放，節(jié)約了大量廢水處理費(fèi)用，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2.6微膠聶分散染料染色廢水的回用 2.6. 1染色分別采用分散染料微膠囊染色廢水和蒸懈水，用 商品分散染料分散紅3b和分散藍(lán)2bln對超細(xì)滌綸 平紋織物進(jìn)行染色，結(jié)果見表4。

14、由表4可知用微膠囊染色殘液對織物進(jìn)行染色, 染色織物的色調(diào)、鮮艷度和明度都不受影響，染色均勻 性也很好。因此,微膠囊染色殘液經(jīng)簡單過濾后便可 向用于染色。表4染色殘液回用于染色的結(jié)果水墳k/s值la*uw6c分2.561.053.19-6.2253,56353.34燉膠圾色戎液2.462.755.03-6.2655.39353.522.%分?jǐn)呈?別話18.628.4212.99-42.1844.14287. 12l42直栽染色殘滾18.928.8112.5$-42.7545.06289 180.762. 6. 2 漂口采用分散染料微膠囊染色廢水對超細(xì)滌綸平紋織物進(jìn)行漂口（見1. 4節(jié)），結(jié)果見表5。表5染色殘液回用于織物漂白漂白分散紅3b微 膠囊染色廢水分散益2bln微 膠聯(lián)染色廢水蒸館水放置30 d后的分 散紅3b微膠襲染 色廢水白度/%86.087.187.988.5由表5可知，川微膠囊染色殘液對織物進(jìn)行曲，可達(dá)到蒸憎水漂白的效果，且染色殘液 放置一段時(shí)間后再進(jìn)行漂白也不影響其漂白效杲。因此，分散染料微膠囊染色殘液可冋用 于印染工藝。3結(jié)論(1) 分散染料微膠囊的釋放速率與溫度有關(guān)，其最佳染色溫度為130 oc。分散染料微膠囊 顆粒大小對染料緩釋性能的