第三章 染料加工助剂及其作用原理

第三章染料生产常用助剂及其作用原理（2）

二、乳化剂三、匀染剂四、消泡剂五、金属络合剂六、防尘剂七、其他助剂第三章染料加工助剂及其作用原理

本课要点1、乳化剂的选用和常用乳化剂；2、两种不同类型匀染剂的作用机理；3、染料生产加工常用的消泡剂及基本要求；4、防尘剂的作用原理及常用产品。第三章染料加工助剂及其作用原理二、乳化剂

▪使两种互不混溶的物质形成乳化体或对体系起稳定作用的物质称为乳化剂。

▪乳化剂多为表面活性剂，作用是提高染料体系的稳定性，乳化剂亲油基多为长链烷烃，亲水基多为磺酸基、羧基、胺基、羟基和醚基。

第三章染料加工助剂及其作用原理

▪

HLB值是选择乳化剂的重要依据。如以非离子型表面活性剂作为乳化剂：

HLB值在3～6之间用于水／油型体系的乳化，在8～18之间的适用于油／水型体系的乳化。

▪染料生产加工常用的乳化剂也多为阴离子—非离子共用型。第三章染料加工助剂及其作用原理三、匀染剂

▪

能使染料对织物进行均匀染色的物质叫做匀染剂。

▪匀染剂的两种类型•亲纤维型：由于匀染剂分子与纤维的附着速度比染料快，所以在染色初期首先获得纤维上的位置。但匀染剂与纤维的结合能力没有染料强，不久将脱离纤维并被染料所取代。经过这个匀染剂附着→匀染剂脱落→染料取代匀染剂位置三个过程，延缓染料初染速度。第三章染料加工助剂及其作用原理

•

亲染料型（非离子匀染剂多属此类）：利用匀染剂对染料的亲和能力，起到阻止、延缓染料分子在染色初期急剧上染到纤维上的速度，同样也达到匀染目的。

▪一个好的加工配方，如果加工过程允许，应该把匀染剂在染料生产加工过程中也加进去，这样就提高了染料的综合质量。

▪匀染剂的种类很多，应根据染料类型和所染纤维的不同，选择相应的匀染剂。第三章染料加工助剂及其作用原理

匀染剂的主要牌号第三章染料加工助剂及其作用原理

四、消泡剂

▪

起泡性是指泡沫形成的难易程度和生成泡沫量的多少，泡沫稳定性是指泡沫存在“寿命”的长短。

▪在染料加工和染色时，除某些特殊工艺要求外，一般不希望起泡现象出现，即使产生气泡,也最好在短时间内消除，不会对生产和染料应用产生不良后果。第三章染料加工助剂及其作用原理

▪染料加工时常加入一些表面活性剂，容易引起液体起泡，所以在染料加工配方中常添加适量消泡剂。

▪消泡剂加入染料分散体中，迅速在液体表面铺展，同时会带走泡沫相邻表面的一层液体，使液膜局部变薄造成液膜破裂达到消泡目的。第三章染料加工助剂及其作用原理

消泡剂破泡作用示意图

第三章染料加工助剂及其作用原理

▪

消泡剂的选择：1、根据需要选择暂时性消泡剂和永久性消泡剂。

•为了消除加工过程中产生的泡沫，可以选择醇、醚类消泡剂，它们属于暂时性消泡剂。•加入染料中为防止染色过程中产生泡沫，它们属于永久性消泡剂。

第三章染料加工助剂及其作用原理2、消泡剂有降低表面张力的倾向，喷雾造粒前加入消泡剂应做必要的试验，因其有时会影响染料成粒率。3、消泡剂本身不产生泡沫，必须要微量高效、无毒或低毒、无味、不污染织物。第三章染料加工助剂及其作用原理

▪

常用消泡剂

1、醇类：甲醇、乙醇、丁醇、戊醇、癸醇；异辛醇、正辛醇、异丙醇、异戊醇、二乙基己醇、二异丁基甲醇。

2、磷酸酯类：磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸戊辛酯、烷基醚磷酸酯（消泡剂GP）。

3、脂肪酸及脂肪酸酯类：失水山梨醇单月桂酸酯、失水山梨醇三月桂酸酯、脂肪醇聚氧乙烯酯。

第三章染料加工助剂及其作用原理

4、有机硅类：302乳化硅油（高纯度甲基硅油加入乳化剂和水经乳化）、304乳化硅油9（多官能团的硅油加入适量乳化剂和水经乳化）、消泡剂FZ—880（有机硅消泡剂与非离子型、阳离子型乳化剂组成）、有机硅消泡剂（硅油在水中的乳液）。第三章染料加工助剂及其作用原理五、金属络合剂

▪

金属络合剂也称螯合剂，可吸附除去水中的多种金属离子，以保证染料生产加工过程正常进行。

▪

染料中的金属离子主要来自有机中间体及生产用水。第三章染料加工助剂及其作用原理

金属离子对染料的影响第三章染料加工助剂及其作用原理

▪

金属络合剂能在水中与某些金属离子形成螯形环状结构，形成可溶性金属络合物，使金属离子钝化，以减轻或消除对染料构成的不利影响。

▪许多金属络合剂在一定pH值下才有效果，否则将失效。如EDTA在pH＞l2以上完全失去络合能力。金属络合时最佳pH值范围见下表。第三章染料加工助剂及其作用原理

金属离子最佳络合pH值范围第三章染料加工助剂及其作用原理

▪常用的金属络合剂有以下几种：

•乙二胺四乙酸（游离酸、二钠盐、三钠盐、四钠盐、二胺盐、三胺盐等）（EDTA）；

•二乙烯三胺五乙酸（游离酸、五盐）（DTPA）；

•羟乙基乙二胺三醋酸三钠盐（HEDTA）；

•二乙烯三胺五（亚甲基磷酸）（DTPMP）。第三章染料加工助剂及其作用原理▪当需要加入金属络合剂时，首先应分析出液体里含有哪种离子，再选定相应的络合剂及用量，为了取得更好的效果，应注意调整pH值。▪

络合剂与金属离子形成络合物是一个平衡过程，平衡常数K值越大，络合物越稳定，络合效率越高。第三章染料加工助剂及其作用原理

六、防尘剂

▪现行的有关染料国家标准中规定粉状染料粒度一般不大于100目，但它并没限制下限粒度。由于加工过程的不均匀性，会产生一些微小的颗粒。这部分染料虽然占有的比例不大，但起尘后对环境污染相当严重。

第三章染料加工助剂及其作用原理

▪干燥过程或干式粉碎过程产生的粉尘，污染生产环境和设备，也危害人的健康，染料的使用过程也常因粉尘污染造成被染整的布匹出现疵点，所以有效防止粉尘污染越来越为生产和应用部门所重视。

▪国外粉状染料，多数都经过防尘处理，提高了染料的档次、应用价值及附加值。第三章染料加工助剂及其作用原理

▪防止染料在干燥、粉碎、拼混和包装过程中产生粉尘飞扬的物质称为防尘剂。

▪

防尘剂作用原理利用防尘剂的黏结作用克服了染料颗粒间的排斥力，染料颗粒黏附在一起后形成了粒径较大的聚集体，加快了沉降速度而达到防尘目的。

第三章染料加工助剂及其作用原理

粉尘的降落情况可以根据斯托克斯（Stokes）公式进行简化计算。公式表明，沉降速度与粉尘的粒径和密度成正比，与空气的黏度成反比。

d2（ρs－ρo）g

V=─────────

18μ式中：V——沉降速度，m／s；

d——颗粒直径，m；

ρs——染料密度，kg／m3；

ρo

——空气密度，kg／m3；

g——重力加速度，m／s2；

μ——空气黏度，kg／(m·s)。第三章染料加工助剂及其作用原理

▪防尘剂大多数是液体，当液体与粉尘接触后，沿着粉尘的表面和粉尘微粒的毛细管扩张、渗透。我们假设两个粉尘为球状，加入防尘剂后将使两球黏附在一起，防尘剂在两球间架起了一个液桥，当所有粉粒间都有液桥产生并有足够大的黏结力时，粉尘就不会飞扬，从而达到了防尘目的。

▪防尘剂的表面张力较小，则可在更多的粉粒表面及毛细管中扩散、渗透，防尘效果就较好。

第三章染料加工助剂及其作用原理

防尘剂的防尘机理

D—颗粒直径a—颗粒间距

δ—颗粒表面与液体的接触角

β—润湿半角R1—液桥的曲率半径

R2—液桥最狭断面曲率半径第三章染料加工助剂及其作用原理

▪选择防尘剂的基本要求1、加入量控制在染料质量的0.1％～4％，防尘效果可达4～5级，并且不会降低染料的原有强度；2、防尘剂对染料分子结构没有氧化、还原等负作用，pH值为中性；3、防尘剂本身理化性质稳定，耐高温，不易分解；4、防尘剂自身有良好的溶解、乳化或分散性，对染料有适当的加溶或增溶作用；5、不沾污被染物，不影响染料的色光，不影响其它应用性能，应具备无毒、无味、廉价、易得、高效等要求。第三章染料加工助剂及其作用原理

▪可用作防尘剂的试剂如下：

乙醇丁醇辛醇山梨醇十八醇丙三醇二甘醇聚乙二醇C12～C18脂肪醇太古油矿物油黄豆油机用润滑油煤油油酸月桂酸棕榈酸肉豆蔻酸油酸丁酯油酸辛酯第三章染料加工助剂及其作用原理油酸十三酯油酸十八酯硬脂酸丁酯磷酸三丁酯磷酸三乙酯硬脂酸十三酯马来酸二丁酯烷基磺酸苯酯氯代烷基磺酸苯酯三乙醇胺油酸酯失水山梨醇硬脂酸酯液体石蜡十二烷基苯第三章染料加工助剂及其作用原理烷基苯酚环氧乙烷缩合物脂肪醇环氧乙烷缩合物失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚烷基苯酚环氧乙烷反应物脂肪醇环氧乙烷反应物异辛醇型烷基苯聚氧醚聚氧丙烯嵌段聚合物蓖麻油环氧乙烷缩合物C脂肪烃十氢萘防尘剂PD防尘剂DLA第三章染料加工助剂及其作用原理

▪

防尘效果的测定方法•瑞士山德士公司（Sandoz）的空气喷吹法，•英国ICI公司的光散射法、德国赫斯特公司（Hoechst）的光电法等，•国内也建立了测定方法，并制定了国家标准，有自然沉降法、空气喷吹法、恒压定量空气喷吹光电法等。第三章染料加工助剂及其作用原理

七、其他助剂

1、杀菌剂

▪多为阳离子表面活性剂，在配方中的加入量为0.1％～0.5％。第三章染料加工助剂及其作用原理

▪因为在水介质中染料颗粒表面一般显阴电性，阳离子表面活性剂离子强烈地吸附于其上，使亲水基指向染料，疏水基指向水。染料表面被一层疏水基的分子层包围，染料胶团显示出疏水性。

▪阳离子型杀菌剂加入量要尽量少，如果超量加入杀菌剂也同样会引起染料的沉淀。第三章染料加工助剂及其作用原理

2、吸湿剂▪液状染料在使用时难免黏附到容器壁（桶盖、桶壁）上，或料桶敞开后水分蒸发使染料变干或结块，块状染料在染色时常会给织物造成斑点。▪为防止这种情况的发生，配方中加入防止染料结块的助剂，这种能增加染料在空气中吸收水分能力以防干燥的助剂称为吸湿剂。