螯合分散劑在染整加工過程中的應(yīng)用

螯合分散劑在染整加工過程中的應(yīng)用

游泳器是由中心離子和多齒輔助體組成的一個圓形結(jié)構(gòu)的配合物。具有良好的分散、懸浮作用和良好的金屬離子絡(luò)合物性質(zhì)。它可以防止設(shè)備和紡織品的污漬，產(chǎn)生強烈的抗污染和染色能力。耐堿、酸、氧化、還原劑；與一般添加劑具有良好的相溶性。本文對螯合分散劑在染整前處理、染色、皂洗各工序中的應(yīng)用進行了具體討論。1游泳者的作用機制1.1非螯形配合物的穩(wěn)定性利用螯合劑與中心離子配合形成的螯合物具有獨特的性能,其穩(wěn)定性比結(jié)構(gòu)相似而且配位原子相同的非螯形配合物更穩(wěn)定。其穩(wěn)定性與螯環(huán)的大小和數(shù)量有關(guān),一般是五原子環(huán)或六原子環(huán)的螯合物最穩(wěn)定,而且一個多齒配位體與中心離子形成的螯環(huán)數(shù)越多,螯合物越穩(wěn)定。所形成的螯合物具有特征的顏色,難溶于水,易溶于有機溶劑。1.2分散懸浮作用螯合分散劑的分子在水中電離成陰離子后具有強烈的吸附性,對懸浮在水中的一些漿料、果膠質(zhì)、低聚物、染料締聚體、塵土等雜質(zhì)的粒子具有強的吸附能力,使粒子表面帶相同電荷,因而使粒子間相互靜電排斥,避免了顆粒碰撞所產(chǎn)生的積聚,使顆粒成分散狀態(tài)懸浮于水中。螯合分散劑的分子在水中能離解出H+,成為表面帶負電荷的陰離子而與溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe2+等金屬離子絡(luò)合,形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。以聚丙烯酸為代表的螯合分散劑,還具有分散懸浮作用,能對低聚物、染料締合體、膠狀物等起到強烈的分散作用,使其不產(chǎn)生凝聚,如吸附了螯合分散劑大分子的垢類顆粒產(chǎn)生空間位阻后,呈分散狀態(tài)的垢類顆粒更不易產(chǎn)生碰撞凝聚,故易于洗滌或被水沖走;此外,螯合分散劑的分子,還可與金屬離子螯合,形成立體結(jié)構(gòu)的雙環(huán)或多環(huán)螯合物,這些大分子絡(luò)合物是疏松的,可以分散在水中或進入垢體中,使垢體變松而易去除。2實驗部分2.1高效方案1:3,5.3,3,5.3純棉坯布、NaOH、滲透劑JFC、精練劑、30%H2O2、Na2SiO3、高效精練劑、活性染料,NaCl,Na2CO3,皂洗劑。工業(yè)商品螯合分散劑:螯合分散劑1號、螯合分散劑2號。2.2主要設(shè)備YG026C型電子織物強力機、YHG400-BS紅外干燥箱、思維士測色配色系統(tǒng)、萬分之一電光分析天平、恒溫振蕩機2.3斷裂強力的測定毛效:參見標(biāo)準ZBW04.019-90;斷裂強力:參照國家標(biāo)準GB/T3917.2.3GB/T3923.1;織物白度:參照國家標(biāo)準GB8425-87。2.4工藝2.4.1前處理流程(1)純棉坯布→退漿→煮練→漂白→水洗→烘干(2)純棉坯布→退煮漂一浴→水洗→烘干2.4.2染色過程中，純白色半發(fā)染品染色：消毒食品、洗滌劑消毒干燥3結(jié)果與討論3.1螯合分散劑的作用機理螯合分散劑對傳統(tǒng)工藝中退漿、煮練效果的影響情況如表1所示。由表1實驗結(jié)果表明:在傳統(tǒng)前處理工藝中加入螯合分散劑后可使織物的毛效提高。因為在堿退漿時,堿雖然可以使?jié){料發(fā)生一定程度的溶脹,使其由凝膠狀態(tài)轉(zhuǎn)化為溶膠狀態(tài),降低對纖維的附著力,但漿料的分子結(jié)構(gòu)并未發(fā)生改變,聚合度也沒有降低,如果不立即去除,漿料會發(fā)生再沾染的現(xiàn)象,降低退漿率,產(chǎn)生漿斑。而螯合分散劑所具有的吸附功能,能對漿料低聚物、膠狀體等起到強烈的分散作用,使其不凝聚,加上吸附了螯合分散劑大分子的漿料物質(zhì)產(chǎn)生了空間位阻,呈分散狀態(tài)的漿料更不易碰撞凝聚而易被水沖走,從而達到最佳的退漿效果,它還能吸附棉纖維上被分解后的雜質(zhì),并防止這種分解產(chǎn)物重新沉積在織物上,從而提高織物的滲透性。所以它的毛效因前處理時使用螯合分散劑而提高了。但是煮練時使用量不宜過多,煮練后織物必須充分水洗,否則有可能會產(chǎn)生沉淀而積聚在織物上,影響織物的手感。因螯合分散劑呈弱堿性,有助于提高煮練液的堿度,提高煮練的效果。3.2螯合分散劑對h2織物雙氧氫氧漂的影響螯合分散劑對傳統(tǒng)工藝中漂白效果的影響情況如表2所示。由表2可以看出,織物的白度、斷裂強力均有不同程度的下降。通常H2O2是溫和的氧化漂白劑,但Fe3+、Cu2+、Ca2+等金屬離子的存在會使雙氧水迅速分解,生成對漂白無效而對織物又有損傷的活化氧和過氧氫游離基(HO2·)。理論上在漂白液中加入螯合分散劑能吸附重金屬離子和其它雜質(zhì),使H2O2穩(wěn)定分解,但從實驗結(jié)果上得出,螯合分散劑的加入反而加快了H2O2的分解。說明某些螯合分散劑對H2O2的穩(wěn)定具有選擇性,尤其當(dāng)所選螯合分散劑的堿性過高時,對控制H2O2的分解更是無利的,甚至引起無效分解,生成過量的O2和過氧氫游離基(HO2·);而有的螯合劑又會提高漂液的堿度,導(dǎo)致H2O2劇烈分解,從而造成織物白度、斷裂強力的下降。3.3無na2so3條件下織物的抗氧化性螯合分散劑對退煮漂一浴工藝效果的影響情況如表3所示。由表3可見:在工藝中添加了螯合分散劑后,織物白度、毛效、斷裂強力都有所提高。高效短流程通常是采用退漿、煮練、漂白一浴一步法完成的,螯合分散劑具有的靜電斥力、絡(luò)合與分散作用,使它與前處理中分解出來的雜質(zhì)、金屬離子反應(yīng),有利于它們分散在工作液中,防止重新沾污,達到更好的退、煮、漂效果,而織物的白度和斷裂強力并沒有太大的變化,說明此時的螯合分散劑并沒有加快H2O2的分解,而是起到了一定的穩(wěn)定作用。由表3還可知:在無Na2SiO3的條件下,僅螯合分散劑的加入,亦可使織物的白度、斷裂強力、毛效呈上升趨勢,原因是螯合劑也能和重金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,并能吸附有害的雜質(zhì),達到穩(wěn)定的效果,其分散、靜電斥力作用,減緩了穩(wěn)定物沉淀的速度。強力、白度增大說明了無效分解減少了,也可能是螯合劑對HO·、HO2·自由基也有吸附的作用。因為螯合分散劑呈弱堿性,對pH也有緩沖的作用,但加多了反而會使pH值過大,從而使織物強力下降。而采用Na2SiO3作為氧漂穩(wěn)定劑時,所形成的硅垢沉積在設(shè)備上,很難清除,但螯合分散劑不僅不會產(chǎn)生污垢而難除去,反而能起到除垢的功能。從而充分體現(xiàn)出使用螯合分散劑的優(yōu)越性。3.4高效短流程染色螯合分散劑對染色工藝效果的影響情況如表4所示。由表4數(shù)據(jù)可以看出,采用傳統(tǒng)前處理工藝處理的織物進行添加螯合分散劑的染色試驗,添加后織物的K/S值明顯增加。因為螯合劑所具有的分散、絡(luò)合、靜電斥力作用,能幫助染料溶解、提高其擴散速率,而使染料在更短的時間內(nèi)充分、均勻地擴散、溶解在染液中,從而上染纖維。并且螯合劑可以絡(luò)合染液中的一些金屬離子和雜質(zhì),形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,減少了染料的締合,避免了色斑等疵點的產(chǎn)生,間接地起到勻染的效果。而對經(jīng)過高效短流程處理后的織物進行染色處理,發(fā)現(xiàn)用螯合分散劑后K/S值有所下降,且隨著螯合劑用量的增大,K/S值降低幅度增大。除螯合劑的弱堿性致使染料水解速度加快而引起K/S值降低以外,說明過量的添加螯合分散劑,將會引起染料在染浴中的聚集,最終導(dǎo)致染料在纖維上的結(jié)合率、固著率、上染率降低,所以K/S值亦會降低。3.5螯合分散劑的應(yīng)用螯合分散劑對皂煮效果的影響情況如表5所示。螯合分散劑具有去除浮色的作用,這是因為螯合分散劑加入皂煮液后會對織物表面的浮色產(chǎn)生強烈的吸附,同時亦可與溶液中的金屬離子或雜質(zhì)形成立體結(jié)構(gòu)的雙環(huán)或多環(huán)螯合物,而這些大分子絡(luò)合物大多呈疏松狀態(tài),使得浮色變松而易去除。此外,螯合分散劑的強絡(luò)合作用,可使粘附于織物表面的浮色被螯合劑吸附而脫離織物進入溶液,也可借洗滌的機械作用力和螯合劑之間具有的靜電作用而相互排斥,進而從織物上脫落下來,從而提高染色產(chǎn)品的各項牢度。為此,在染色和皂煮浴中添加螯合分散劑后,染色織物的K/S值均有明顯降低。4螯合分散劑用量(1)在前處理工序中加入螯合分散劑,可提高織物的退漿效率和毛細管效應(yīng),但對織物的白度