（纺织化学与染整工程专业论文）ed型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究.pdf

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型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究 s t u d yo np r o p e r t i e sa n dp r o c e s s e so fp a dd y e i n go fc e l l u l o s e f i b e rw i t ht h ee dr e a c t i v ed y e s a b s t r a c t b e c a u s el o t so fd y e sa r ew a s t ei nd y e i n gp r o c e s sa n dt h ec o s to fp r o d u c t i o na l e i n c r e a s e di np a dd y e i n gw h i c hp o l l u t et h ee n v i r o n m e n ts e r i o u s l y t h ep r o p e r t i e sa n d p r o c e s s e so ft h ee c o - r e a c t i v ed y e so fe v e r z o le d r e a c t i v ed y ea r es t u d i e dw h i c hh a v eg o o d e f f e c ti nt h ee n e r g yc o m s u m p t i o na n dp o l l u t a n td i s c h a r g i n gi nt h em a r k e t t h ec o n t i n u o u sd y e i n g ，t h ec o l dp a d b a t c hd y e i n ga n dt h ew e ts h o r t s t e a m i n gd y e i n g p r o c e s s 、析t l lw a ss t u d i e dw i t ht h ee c o - r e a c t i v ed y e so fe v e r z o le dr e a c t i v ed y ei nt h i s a r t i c l e t h ei n d e xw a st e s t e d ，s u c ha sk s ，f a s t n e s s ，t h ea b s o r b a n c eo fc o l o rd e e p n e s si n w a s h i n gs o l u t i o n s ，a n d t h ei n f l u e n c ef a c t o r ss u c ha sa l k a l i a g e n t ，a d d i t i v e s ， t e m p e r a t u r e ，t i m ew a sa n a l y z e e d t h eo p t i m u md y e i n gc r a fw a so b t a i n e d t h er a t eo ff l o wv a l u e ( r o o fe v e r z o le dr e a c t i v ed y e sw a ss t u d i e d ，i tw a sf o u n dt h a t t h ee dr e a c t i v ed y ei sa p p r o p r i a t ei np a dd y e i n ga n dt h er a t eo ff l o wv a l u ei sl o w , t h eh u e c a nc o n t r o le a s i l y t h es t u d ys h o wt h a tt h ef i b e rh a v eh i 曲f i x a t i o na n dl u m i n a n c e 谢t i lt h e e v e r z o le dr e a c t i v ed y e si nt h et h r e ed i f f e r e n tp a dd y e i n gp r o c e s s e s t h ef i b e rf a s t n e s s a f t e rd y e i n gm e e tt h et e x t i l es t a n d a r d s t h er a t eo ff l o a t i n gc o l o rw a s h i n g o f fa n dc o dw a s t e s t e d t h er e s u l t ss h o w st h a tt h ee v e r z o le dr e a c t i v ed y e sh a v em o r ee f f e c ti nt h ee n e r g y c o m s u m p t i o na n dp o l l u t a n td i s c h a r g i n g i nt h em e a n t i m e ，t h e s h o r t e n e dw e ts t e a m i n g p r o c e s sh a v em o r ea d v a n t a g et h a nt h ec o l dp a d - b a t c hd y e i n ga n dt h ec o n t i n u o u sd y e i n g 、) l ，i t ht h ee v e r z o le dr e a c t i v e d y e s ，s u c ha sh i g h e rf i x a t i o na n ds u p e r i o re c o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s k e yw o r d s ：e dr e a c t i v ed y e s ；p a dd y e i n g ；p r o c e s s ；p r o p e r t y i i w r i t t e nb yl im i n g s u p e r v i s e db yw a n gx i a n g r o n g 目录 第一章前言1 1 1 清洁生产的内容和意义1 1 1 1 清洁生产的定义l 1 1 2 清洁生产的内容2 1 1 3 印染行业的清洁生产。3 1 2 活性染料轧染的发展5 1 2 1 轧染工艺概述6 1 2 1 1 轧染过程6 1 2 1 2 轧染工艺流程7 1 3 本课题的研究内容和意义。1 0 参考文献1 l 第二章e d 活性染料轧染稳定性探讨1 3 2 1 实验1 4 2 1 1 材料与仪器1 4 2 1 1 1 实验试剂1 4 2 1 1 2 实验材料1 4 2 1 2 实验方法1 4 2 2 结果与讨论1 5 参考文献。16 第三章e v e r z 0 1 e d 活性染料采用轧烘轧蒸工艺的染色性能及工艺研究1 7 3 1 实验17 3 1 1 材料与仪器17 3 1 1 1 实验试剂1 7 3 1 1 2 实验材料17 3 1 1 3 实验仪器1 8 3 1 2 实验方法18 3 1 2 1 棉织物的前处理。1 8 3 1 2 2 染色1 8 3 1 2 3 染料提升性实验1 9 3 1 3 测试方法19 3 1 3 1 科s 值测试1 9 3 1 3 2 染色织物的浮色洗除率1 9 3 1 3 3 牢度测试2 0 3 1 3 4 水洗残液的吸光度及c o d 测试2 0 3 2 结果与讨论2 0 3 2 1 电解质对染色效果的影响2 0 3 2 2 碱剂对染色效果的影响2l 3 2 2 1 碳酸钠为碱剂的影响2 l 3 2 2 2 氢氧化钠为碱剂的影响。2 3 3 2 3 染料提升性分析2 4 3 2 4 浮色洗除率、c o d 及牢度测试2 4 3 3 本章小结2 6 参考文献2 6 第四章e v e r z 0 1 e d 活性染料采用湿短蒸工艺的染色性能及工艺研究2 8 4 1 实验2 9 4 1 1 材料与仪器2 9 4 1 1 1 实验试剂2 9 4 1 1 2 实验材料2 9 4 1 1 3 实验仪器2 9 4 1 2 实验方法2 9 4 1 2 1 棉织物的前处理2 9 4 1 2 2 染色。3 0 4 1 2 3 染料提升性实验3 0 4 1 3 测试方法3l 4 1 3 1 刚s 值测试3l 4 1 3 2 染色织物的浮色洗除率31 4 1 3 3 牢度测试31 4 1 3 4 水洗残液的吸光度及c o d 测试3 1 4 2 结果与讨论3l 4 2 1 汽蒸温度对染色效果的影响3l 4 2 2 汽蒸湿度对染色效果的影响3 3 4 2 3 汽蒸时间对染色效果的影响3 4 4 2 4 碱剂对染色效果的影响3 5 4 2 5 电解质对染色效果的影响3 7 4 2 6 染料提升性分析3 8 4 2 7 浮色洗除率、c o d 及牢度测试3 9 4 3 本章小结4 0 参考文献4 0 第五章e v e r z 0 1 e d 活性染料采用冷轧堆工艺的染色性能及工艺研究4 2 5 1 实验4 2 5 1 1 材料与仪器4 2 5 1 1 1 实验试剂4 2 5 1 1 2 实验材料4 3 5 1 1 3 实验仪器4 3 5 1 2 实验方法4 3 5 1 2 1 棉织物的前处理4 3 5 1 2 2 染色4 3 5 1 2 3 染料提升性实验4 4 5 1 3 测试方法4 4 5 1 3 1 科s 值测试4 4 5 1 3 2 染色织物的浮色洗除率4 4 5 1 3 3 牢度测试4 5 5 1 3 4c o d 测定4 5 5 2 结果与讨论4 5 5 2 1 染色工艺探讨4 5 5 2 1 1 电解质对染色效果的影响4 5 5 2 1 2 氢氧化钠对染色效果的影响4 6 5 2 1 3 时间对染色效果的影响。4 6 5 2 1 4 染料提升性分析。4 7 5 2 1 5 浮色洗除率、c o d 及牢度测试4 7 5 3 本章小结4 9 参考文献4 9 第六章三种染色工艺条件下e v e r z o le d 活性染料染色效果对比5 0 6 1 染料固着率的比较5 0 6 2 浮色洗除率的对比5 l 6 3 染后织物水洗残液c o d 对比5 2 6 4 染色织物牢度对比5 2 第七章结论5 4 硕士期间发表的论文5 6 致谢5 7 e d 型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究第一章 第一章前言 在人类物质生活随着工业化而不断改善的同时，大量排放的生活污物和工业污染 物使人类的生存环境日益恶化【l 】。我国是纺织品加工和出口大国，纺织行业曾经为我 国经济的发展作出过巨大贡献。然而在出口创汇的同时，也把废水处理的难题留给了 环保。据不完全统计，纺织行业每年排放废水量达9 亿吨，位居我国工业废水排放量 前列，而其中印染废水排放量却占纺织行业废水排放量的8 0 。印染废水不但成分复 杂多变，而且浓度高，色度深，c o d c r 值大，含有多种有毒有害物质，往往一家印染 企业污染一大片水域。十分不利于环境保护和印染企业的发展，是印染企业急需解决 问题。 环境、资源等要素对纺织印染行业的制约，既可看成是对印染行业的严峻考验， 也可看作产业结构调整的最好时机。印染企业应结合企业自身和本地区实际情况，达 到资源消耗低、环境污染少、科技含量高、经济效益好，实现可持续发展。按照纺 织工业污染防治规划的要求，到2 0 1 0 年，纺织工业中的大、中企业将全部推行清 洁生产和清洁生产审核。因此，印染企业必须加强新工艺、新技术的开发应用，采用 清洁高效的新技术，提高能源利用效率，尽量少用、不用有毒有害的原料；开展资源 综合利用，采用低废、无废工艺，建设高效的设备和完善的管理制度，从源头削减废 水与污染物产生量。 如何促进纺织印染行业的可持续发展，保证其经济发展与环境保护的“双赢”，必 须推行印染工艺清洁生产、减少废水排放，增加水资源的再利用程度。必须从两方面 入手：一是通过设备更新和技术改造，实现清洁生产，减少印染加工的耗水量和废水 的排放量，减轻污水治理负荷；二是改进印染废水处理水平，实现废水处理深度，有 效进行印染废水末端治理，提高中水回用率。才能解除企业生产因环保问题而受到的 束缚，是印染企业达到目前环境保护和可持续发展的要求。为印染行业的可持续发展， 提供了一个有力的支点，维持整个纺织行业乃至整个国民经济的健康持续发展。 1 1 清洁生产的内容和意义 1 1 1 清洁生产的定义 2 0 0 2 年6 月2 9 日第九届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过中 第一章e d 型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究 华人民共和国清洁生产促进法，自2 0 0 3 年1 月1 日起施行。为认真贯彻落实中华 人民共和国清洁生产促进法，加快推行清洁生产，提高资源利用效率，减少污染物 的产生和排放，保护环境，增强企业竞争力，促进经济社会可持续发展，2 0 0 3 年1 2 月1 7 日国务院转发了发展改革委、教育部、科技部、财政部、国土资源部、建设部、 水利部、农业部、税务总局、质检总局、环保总局等部门关于加快推行清洁生产的 意见。 清洁生产是在产品生产过程和产品预期消费中，既合理利用自然资源，把对人 类和环境的危害减至最小，又充分满足人们的需要，使社会、经济效益最大的一种生 产方式。它是一项实现经济与环境协调持续发展的战略，它将整体的污染预防战略持 续地用于生产过程、产品和服务中。通过不断改善管理和技术进步，提高资源综合利 用率，增加生态效益，减少污染物排放，以降低对环境和人类的危害。关于清洁生产， 联合国环境规划署与规划中心综合各种说法，给出了以下定义：清洁生产是指将综合 预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险性。 清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源并保护环境的实用生产方 法和措施；其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物量化、 资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。清洁生产是一个涉及企业各部门的庞大系 统工程，它对企业的整体素质提出了更高的要求，要求企业的经济效益、社会效益和 环境效益在更高层次上达到统一。这其中在纺织纤维的开发和纺织加工工艺方面，环 境保护和清洁生产是首先应考虑的问题。【2 。5 】 1 1 2 清洁生产的内容 清洁生产包括以下几个方面的内容： 清洁能源：清洁生产使自然资源和能源利用合理化，经济效益最大化，对人 类和环境的危害最小化。在能源使用方面，它包括新能源的开发、可再生能源的利用、 现有能源的清洁利用及常规能源的清洁利用的方法。 清洁原料：在使用原料方面，少用或不用有毒有害及稀缺原料。 清洁的生产过程：在生产过程中，节能，节约原料，生产中产出无毒、无害 的中间产品，减少副产品，选用少废、无废工艺和高效设备，减少生产过程中的危险 因素( 如高温、高压、易燃、易爆、强噪声、强振动声) ，合理安排生产进度，物料实 2 e d 型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究第一章 行再循环，使用简便可靠的操作和控制方法，完善管理等。树立起良好的企业形象。 清洁的产品：产品在使用中、使用后不危害人体健康和生态环境。产品包装 合理，易于回收、复用、再生、处置和降解。使用寿命和使用功能合理。 1 1 3 印染行业的清洁生产 对纺织工业的清洁生产而言，不仅要生产出合格的纺织品，而且生产过程必须是 无污染或少污染的。由于在纺织品的染整加工中需要使用大量的化学品，故生产中产 生的污染也最多。主要表现在水污染、大气污染和产品污染。纺织工业中的印染行 业是我国排放工业废水量较大的部门之一，其废水排放量占纺织工业废水排放量的 8 0 。纺织品上有害物质的主要来源是染整加工过程，所以推行绿色染整技术是纺织 品清洁生产的重要保证。印染行业所采用的原料及技术均有较大的差别，但基本的 生产工艺是大同小异的，典型的印染工序步骤：退浆、煮练、漂白、丝光、染色( 印 花) 、后整理【6 】。 在染整的前处理过程中，采用快速短流程，可缩短处理时间，并能够减少助剂和 水的用量；低温、低碱前处理既可节能、又可减少废水的含碱量，利于废水的处理。 目前生物酶在染整加工前处理工艺中已经展现出广阔而诱人的应用前景。它主要用于 天然纤维织物的前处理，用生物酶去除纤维或织物上的杂质，为后续染整加工创造条 件。生物酶退浆、精练等生物酶前处理技术，不但可避免使用碱剂，而且生物酶作为 一种生物催化剂，无毒无害，用量少，处理的条件较温和；产生的废水可生物降解， 减少了污染，节约了能量。在退浆中使用的主要有q 淀粉酶、1 3 淀粉酶等。一般使 用温度为5 0 7 0 ，p h 在6 7 左右。应用于棉织物精练加工的生物酶主要是果胶酶、 脂肪酶和纤维素酶。由于过氧化氢酶每分钟可以分解五百万个双氧水分子，并且分解 温度低，将过氧化氢酶应用于棉织物的过氧化氢漂白，不仅可以去除织物上残留的过 氧化氢，而且可以直接染色，比传统的还原剂法具有效率高、节能和无污染的优点， 是纺织品清洁生产的重要工艺之一。为了解决染整加工过程所产生的水污染问题，无 水或非水染整加工工艺一直受到人们的关注。近年来，采用等离子体技术或其他离子 溅射技术、激光技术、超声波技术和紫外辐射技术去除织物表面的杂质有了很大进展。 特别是用等离子体技术去除织物表面的浆料等杂质，不仅具有污染小的优点，而且还 可以在纤维表面引入一些有利于染色、印花和整理的官能团，是即将进入工业化应用 第一章e d 型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究 阶段的绿色前处理技术。在前处理加工中除使用一些绿色工艺外，应重视开发新一代 的绿色表面活性剂、生态助剂在前处理工艺中的应用技术。 清洁的染色技术在染整加工过程中，既应用无害染料和助剂，又采用无污染或低 污染工艺对纺织品进行染色加工。染色后排放的有色污水量少且容易净化处理，耗能 也低，其染色产品是名副其实的“绿色 或生态纺织品。故清洁染色技术是今后纺织 品染色重点发展方向。天然染料有利于环境保护。但目前许多天然染料的结构不十分 清楚，提取的工艺也很落后。研究和开发天然染料的提取和应用工艺很有必要。使用 天然和生态型的染料和助剂不仅可以减少染料对人体的危害，充分利用天然可再生资 源，而且可以大大减少染色废水的毒性。天然染料的染色废水的c o d 值比合成染料 的c o d 值低得多，有利于减少污水处理负担，保护生态环境。使用对人体安全性高 的染料进行染色，不仅可以为消费者提供安全的纺织品，而且有利于突破纺织品贸易 中的绿色壁垒。由于生态纺织品标准中有许多禁用染料，故纺织品染色生产过程应杜 绝禁用染料的使用。要大力开发禁用染料的替代技术，应用高固色率及高利用率的染 料，开发高染料利用率的染色工艺。如目前新型缓流和气流喷射染色机染色的浴比极 小，织物保持快速循环，染色废水很少。采用喷雾、泡沫以及单面给液辊系统给液， 可以极大程度地降低给液率，特别适合轧染时施加染液或其他化学品。涂料染色不发 生上染过程，其工艺简单，染后不需水洗或只需轻度水洗，因此废水少、节约能源。 目前已有一些符合生态要求的涂料和粘合剂出现。另外也可通过纤维素纤维改性来提 高染料利用率。 非水或无水染色是清洁染色的重要工艺方法，是减少染色废水的一条重要途径。 近年来，应用超临界二氧化碳作为染色介质，已成为关注的热点。超临界二氧化碳流 体染色应用于涤纶、锦纶、氨纶和醋酯纤维的实验室染色，取得了较好的效果。由于 工业生产的设备成本较高，故而推广应用较困难。另外有人研究，将染料制成带电荷 或磁性的颗粒，再经过热焙烘、汽蒸或热压等方式使纺织品上的染料吸附、扩散并固 着在纤维中，染后只需经过一般性的洗涤或通过电场或磁场将未固着的染料从纤维上 除去，即可完成染色过程。气相或升华染色也不用水作染色介质。它是在较高温度或 真空条件下使染料升华成气相，并吸附和扩散于纤维中。目前主要采用一些非离子型 的分散染料或易升华的染料。染后也不必水洗，所以无废水产生，有利于环境保护。 由于染色加工时温度高、能耗大，因此开发低温染色工艺很有必要。如羊毛纺织 4 e d 型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究第一章 品在8 0 9 0 下进行低温染色，活性染料染纤维素纤维采用冷轧堆染色；另外采用助 剂增溶染色，可以降低分散、酸性等染料的染色温度。利用超声波染色，不仅可使染 料上染速度大大加快，而且可显著改善透染和匀染效果，还可以减少电解质用量，有 利于环境保护。目前对直接染料和活性染料超声波应用研究较多。利用紫外线、微波 以及高能射线处理纺织品，也可改善纤维的染色性质，有的还能直接用于固色。 在印花及整理过程中，产生的污染物主要是印花糊料、树脂整理剂、涂层剂、防 水剂、防蛀虫剂及其他助剂。糊料的污染比较严重。目前一些新型糊料主要是通过对 天然高分子化合物进行改性和利用石油化工原料合成得到。这些新型的糊料用量低， 易于回收和净化。工艺简单，无污染或少污水的涂料印花已广泛应用于纺织品印花。 无火油涂料印花糊料已经问世，并逐步推广应用。另外数字喷墨印花、转移印花、电 子照相印花、生物酶整理等绿色印花工艺及生态整理技术也在开发推广应用中。纺织 品数字喷墨印花与传统印花相比，具有墨水用量少，无环境污染，工艺简单，自动化 程度高，颜色丰富多彩，印花精度高的优点，但印花速度比较慢，墨水成本比较高。 转移印花虽然在印花后不必蒸化或再焙烘，也不必水洗，既节能又无污水，但需要使 用大量的转移纸。这些转移纸使用后很难再利用。光电成像印花虽然还未能工业化应 用，但它是一种效率极高的有前途的“绿色”印花技术。 现在有一些新型的机械整理设备，由于它利用了物理机械整理无化学危害的特 点，使物理整理工艺再次受到重视。生物酶用于纺织品整理。近年来发展很快，不 仅用于纤维素纤维纺织品的抛光、柔软等整理，也用于羊毛等蛋白质纤维纺织品的 防毡缩、抛光和柔软整理；用于苎麻等纤维纺织品，还可以改善刺痒和柔软性能， 其在l y o c e l l 、粘胶纤维等方面的应用也受到人们的关注。在织物的后整理加工中， 用生物酶去除纤维表面的绒毛，或者使纤维减量，改善织物的外观和手感，同样引 起人们关注。另外，无甲醛整理剂以多元羧酸类整理剂为突破口，现已发展到工业 试用的阶段。 7 - 9 1 1 2 活性染料轧 活性染料工业 夺目，应用工艺较 许多存在环境污染 第一章e d 型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究 用染料，发展最快，它不仅是纤维素纤维最重要的一类染料，而且还不断扩大用于蛋 白质纤维和合成纤维。在世界范围内，活性染料占纤维素纤维用染料的3 2 。活性染 料是由于其能与纤维上的一些基团发生化学反应而形成共价结合得以提高湿处理、耐 晒等牢度，具有色泽鲜艳、色谱齐全、优异耐洗牢度、价格相对便宜、匀染性好、应 用性强等特点，而在结构上不含致癌性的芳香胺类物质，所以一直受到印染行业的高 度重视。但活性染料染色也存在一些问题，特别是利用率较低、污水排放量大、深色 品种色牢度较差和染色用电解质量大等，阻碍了它的扩大应用，是当前亟需解决的难 点。活性染料研发重点在提高其应用性能和生态性，近年来又开发了许多新的染料品 种，特别是双活性基染料。此外，活性染料的商品化技术也进步迅速，通过科学地拼 混、应用膜处理技术和添加各种助剂等，得到了许多性能优良的染料品种。 在开发和改进活性染料的同时，对活性染料染色技术也进行了广泛研究，包括对 纤维进行改性。开发新的染色助剂和染色工艺，已开发了许多高效、生态和清洁染色 的工艺。目前，国内外加强了活性染料染色的研究，主要包括以下染色技术：( 1 ) 活性 染料低碱和中性染色；( 2 ) 活性染料低盐和无盐染色；( 3 ) 活性染料低温和冷轧堆染色； ( 4 ) 活性染料湿短蒸染色；( 5 ) 活性染料小浴比染色：( 6 ) 活性染料短流程和一浴法染 色；( 7 ) 活性染料“一次正确 和受控染色；( 8 ) 活性染料交联和聚合染色；( 9 ) 活性 染料非水介质染色；( 1 0 ) 活性染料染色后水洗、固色处理和水循环利用。与此同时， 还应用和开发了许多相关的染色助剂。 1 0 - 1 4 】 1 2 1 轧染工艺概述 1 2 1 1 轧染过程 轧染是一种重要的纺织品染色方法。轧染时织物浸轧染液仅几秒钟极短的时间， 此时染液通过浸轧处理润湿纤维，使纺织品吸收一定量的染液，染液主要分布在纤维 间的毛细管道中。在这几秒钟之内，除了极少量染料在纤维外表面发生吸附外，基本 上未发生上染过程。染料对纤维的上染和固着过程发生在浸轧后的各道工序中，特别 是汽蒸、焙烘和堆置过程。活性染料轧染过程也可划分为三个过程。 染料的上染：织物浸轧染液，染料随染液均匀分布并定位其上。由于染料直 接性的存在，织物在浸轧的极短时间内除带走设定带液率中所含有的染料之外，同 时还在轧槽染液中多“吸取 了一些染料，“吸取”的量与染料的直接性大小和通过 6 e d 型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及t 艺研究第一章 染液的时间有关；而染料在织物上的分布与定位，则是染料通过从液相( 水) 向固相( 织 物) 转移而达到，染料的这种转移过程除了与染料的扩散性和直接性有关之外，还受 环境温度、烘燥条件、染液阻滞性能、从湿到干的时间、半制品吸收性能等影响。 染料的固色：分布并定位在织物上的染料必须通过所用工艺指定的反应条件与 织物( 纤维) 起反应而固色，从而获得正常的色牢度。由于活性染料之间的反应性固 有的差异，轧染设备固色单元存在时间上的限制或工作温度、湿度的不匀，这些都是 产生色差的因素；而同一轧染工艺只能采用一种固色( 反应) 条件，对拼色染料的固色 很难同时兼顾。受这些因素的影响，染品往往表现为前后色泽的波动或边中色差。 洗净烘干：轧染织物经固色后，织物上残留部分被水解的染料和少量尚未反 应的染料，以及染液和固色液中的其他添加物，必须充分洗净，才能获得优良的染色 牢度。综上所述，活性染料轧染工艺有别于竭染工艺，有其特殊性 1 2 , 1 3 】。 1 2 1 2 轧染工艺流程 根据浸轧后染料上染和固着的方式和条件，轧染可分成多种工艺。活性染料轧染 工艺流程随固色剂的种类、用量、加入时间和方式不同而不同，且适用各种方式的染 料类别也不同。以下列示几种主要的浸轧工艺： ( 1 ) 浸轧( 染料、碱剂) 一烘干一焙烘 ( 2 ) 浸轧( 染料、非碱固色剂或催化剂) 一烘干一焙烘 ( 3 ) 浸轧( 染料、碱剂) 一烘干一汽蒸 ( 4 ) 浸轧( 染料、碱剂) 一汽蒸或焙蒸 ( 5 ) 浸轧( 染料、碱剂) 一卷堆( 室温) ( 6 ) 浸轧( 染料) 一烘干一浸轧( 或喷淋) 碱液一汽蒸 ( 7 ) 浸轧( 染料) 一浸轧( 或喷淋) 碱液一汽蒸 ( 8 ) 浸轧( 染料) 一烘干一卷染机固色( 碱剂) ( 9 ) 浸轧( 染料) 一卷染机固色( 碱剂) 由上述而知，轧染工艺流程类别非常多，主要区别有以下几点： ( 1 ) 浸轧染液仅含染料还是含有染料与固色剂；固色剂是碱剂还是非碱固色剂 ( 例如促染剂或催化剂) ： ( 2 ) 浸轧染液后直接进行固色，还是先烘干后固色，前者是湿固色，后者是干固 第一章e d 型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究 色工艺： ( 3 ) 按固色方式又分为：汽蒸、焙烘( 或焙蒸) 、冷堆和卷染机固色多种工艺。 目前，实际应用最多的工艺是两相法的轧烘轧蒸、湿短蒸、冷轧堆和一相法轧烘 焙工艺。应用非碱固色剂，其中性固色工艺也受到重视，正在开发应用中，如工艺( 2 ) ： 浸轧( 染料、非碱固色剂或催化剂) 一烘干一焙烘。下面是主要介绍常用的轧染工艺。 一、轧烘轧蒸固色工艺【1 5 1 6 】 轧烘轧蒸是常用的固色工艺。按照染液中活性染料是否与碱剂同浴浸轧，该工艺 又分为一相法和二相法。织物浸轧染液之后都经过烘干处理，所以一相法又称轧烘 蒸工艺，二相法则称轧烘- 车l 蒸工艺。 一相法染色工艺是常用的轧染工艺之一，适合大批量连续加工。染浴由染料、碱 剂及必要的助剂组成。选用的染料应有良好的水溶性，亲和力较小，且易洗除。染液 中可加入适量的渗透剂、防泳移剂、尿素等等。轧染时由于染料直接性等原因，容易 出现头尾色差，所以在开车时常采用稀释染液的措施来减少头尾色差。 两相法染色工艺中染液中是不加碱剂。浸轧条件与一相法类似。工艺中，染料在 浸轧和烘干固色时的水解较少，其匀染性和透染性较好。由于不存在碱剂对染液稳定 性的影响问题，而且此时染料已均匀浸轧在织物上，碱剂对染料上染的直接性也无影 响，所以可选用碱性强的碱剂( 如烧碱) 。固色碱液中需要加入大量的中性电解质， 通常用食盐，其作用主要是防止织物上未键合的活性染料发生解吸。但是盐用量过高， 也会出现一些问题。 轧烘轧蒸是目前印染厂应用最广泛的活性轧染工艺，具有众多的优点： 从小样到大样的重演性佳； 适应各种染色深度轧染，得色亮艳，染深性好； 由于染料和盐、碱剂分浴配制和使用，防止了染料的水解和溶解度下降，同 时也降低了染料的直接性，有利于减少轧染头尾色差； 染色即时性优势在连续生产中非常明显；从漂白半制品到染色半成品的整个 过程只需在2 0 3 0 m i n 内完成，能及时发现并修正轧染疵点； 适宜大批量色位加工，效率高。 轧烘轧蒸工艺同时也存在如下缺陷： 轧染烘燥过程仍存在染料“泳移”现象，对一些浅色、敏感色或厚重织物而 8 e d 型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究 第一章 言，会出现透染性差，色光不稳定现象； 工艺流程中存在两次烘燥，能耗高； 在碱剂固色浴中，采用2 0 0 - - - 2 5 0 9 l 高浓度盐，造成废水c o d 较高。 二、轧焙蒸固色工艺旧 活性染料固色也可在无水或少水，但需有一定助剂存在的条件下焙蒸完成，加 热介质一般为热空气或常压过热蒸汽。近年来，还有研究采用微波加热固色。染色工 艺过程如下： 浸轧染液一烘干一焙蒸一水洗一皂煮一水洗一烘干 按焙烘或汽蒸时织物的p h 值，固色工艺又大致可分为碱性固色、低碱及中性固 色等几种工艺。中性固色工艺不用碱剂，而采用专用中性固色剂。两种工艺流程和条 件基本相同。 从加工条件来看，以常压饱和蒸汽；b n - r 的白度最好，即使经小苏打处理后，白 度降低也不多；高压饱和蒸汽白度也较好；焙烘处理的白度最低，特别是经小苏打溶 液处理后的样品，高温焙烘后泛黄严重；过热蒸汽加工虽较焙烘要好，但与饱和蒸汽 相比，仍明显泛黄，加尿素可有所改善。碱性焙烘工艺的主要缺点是无法用于不耐碱 的染料在纤维上固色，如活性与分散染料同浴浸轧后的焙烘固色。可用于甲酸钠工艺 的染料品种更是有限。 三、湿短蒸固色工艺【1 8 乏o 】 干蒸的主要优点是织物升温快、汽蒸时间短，但工艺流程长、耗能高，中间烘干 时染料在织物上易泳移，且在汽蒸时染料往往不能在织物上充分溶解、扩散和吸附， 又因织物吸湿放热会发生过热现象，因而固色率低；湿蒸虽然工艺流程短( 不经过预 烘) 、节能、染料不易泳移，且汽蒸时不会发生过热现象，但由于织物含水率高，特 别是带有较多自由态水，织物升温慢，汽蒸时间较长，且染料在湿织物上受热易发生 水解，固色率通常也不高。所以，过去大多采用干态汽蒸，只有一些绒类或含水率较 高的织物才采用湿蒸，以克服染色不匀和色牢度差的问题。 湿短蒸是一种湿态织物汽蒸固色工艺，和普通湿态汽蒸不同的是，它能够合理、 严格地控制织物的带液率和汽蒸时含水率，并迅速升温进行短蒸，汽蒸温度较高 ( 1 2 0 1 3 0 或l s 0 。c ) ，视加热介质不同而异。工艺流程短主要为：浸轧染液一汽蒸或蒸 焙一水洗、皂洗、水洗一烘干。 第一章e d 型活性染料用于纤维素 湿蒸新工艺是一种全新的工艺，能应用于印染行业前处理、 织物浸轧化学品后，不经预烘，直接在一个可控制温度和湿度的反应箱内反应，处理 后织物各方面性能与传统工艺相比，都有明显提高：湿短蒸加工的产品染色质量好， 包括匀染、透染和重现性，因此摩擦和皂洗牢度也好。染料固色率高。实践证明，特 别是加工一些难加工的颜色，例如咖啡、黄绿和灰色等产品。真正做n d , 批量、多品 种生产，特别适合t e n c e l 、麻类及其混纺织物的前处理和染色，符合市场发展潮流； 通用性强，可用于织物前处理、后整理和染色，染色工艺多样化，无局限性。 四、冷轧堆染色工艺【2 0 - 2 2 所谓轧卷堆染色工艺，是将织物浸轧染液( 染料、碱剂、助剂等) 后于一定温度条 件下打卷堆置，并不断缓慢转动，使染料均匀上染和固色，然后经水洗等工艺。由于 这种染色多半是在室温下浸轧染液，然后堆置上染固色，所以又称冷轧堆染色工艺， 简称c p b ( c o l d p a d b a t c h ) 染色工艺。冷轧堆染色工艺尤其适合加工小批量、多品 种的产品，其不仅适用于棉机织物，也可用于再生纤维素纤维机织物、棉弹力多组 分纤维机织物和各种针织物的加工，尤其适合一些起绒织物的染色。冷轧堆染色技 术自1 9 7 5 年得到快速发展，目前仍被广泛应用，而且已从过去常规工艺发展到目前 受控冷轧堆染色工艺，并在计量泵、染料、固色碱剂、实验室打样、放大样试验和带 液率控制方法等方面，都有迅速提高。 冷轧堆工艺最显著的优点是：节能；使染色织物匀染性极佳，相应提高了摩擦牢 度和日晒牢度；杜绝了色差：具有较高的固色率和其它工艺无法比拟的染深性等等。 冷轧堆工艺同样存在缺陷：染色时间长；生产现场不能及时对色光和检验布面质 量，一旦出现质量问题难以修正，而且是整批性的；劳动生产率低，操作相对烦琐， 劳动强度较大；染色透染性高，造成布面表观染深性相对降低，一些深色( 4 ) 绒类 产品的染料用量比轧烘轧蒸工艺多3 0 - - 4 0 ，造成总成本增加；碱剂主要使用烧碱、 硅酸钠，增加了平洗负担，影响织物手感。 2 3 - 2 4 1 3 本课题的研究内容和意义 目前在活性染料轧染染色工艺过程中，由于染料浪费比较严重，造成了生产成本 偏高，使用高效节能环保型染化料近年来已引起广泛关注。当前市场上推出的节能减 排型活性染料，e v e r z o le d 活性染料的节能减排功效较为显著，为众多业内厂家所关 1 0 e d 型活性染料用于纤维素织物轧染的性能及工艺研究第一章 注