【word】 纺织品染色加工与阳离子试剂（一）

【word】 纺织品染色加工与阳离子试剂（一） 纺织品染色加工与阳离子试剂(一) 第39卷第4期 2011年8月 上海染料 ShanghaiDyestuffs Vol-39,No.4 August2011 纺织品染色加工与阳离子试剂(一) 宋心远东华大学上海20005l 摘要阳离子试剂是一类重要的有机化合物,由于具有阳荷性,与阴离子化合物或阴荷性物 质可以发生较强的电性作用.近年来,改善纺织品染色性能,特别是提高染料上染率,固色率 和色牢度成为大家关注的一个问题,应用阳离子试剂可以大大改善这些染色性能,但是也存在 许多困难.该文系统地介绍了阳离子试剂的结构,类别和性能,分析了它们的结构和功能性的 关系,介绍了阳离子试剂用于纤维改性和提高染料染色牢度的作用和理论,为合理选用阳离子 试剂提供了理论依据.文章还全面介绍了纤维阳离子改性的工艺,加 工方法和主要工艺条件, 介绍了染色后固色工艺,指出了合理选用阳离子试剂和加工工艺的 重要性.该文最后还展望了 阳离子试剂应用前景,特别强调深入进行阳离子试剂的开发,应用理 论和工艺研究的重要价值, 指出这是一条发展低碳经济,生态染色的有效途径. 关键词阳离子试剂纤维改性固色剂染色 TextileDyingProcessandCationicReagent(I) SongXinyuanDonghuaUniversityShanghai200051 AbstractCationicReagentisanimportantkindoforganiccompound.Withcationicinessence,itcarlgenerate electro—interactionwithall—ioniccompoundoran—ionicsubstances.Inr ecentyears,thereisincreasingconcemaboutthe improvementofdyeingperformance,esp.progressindye?uptake,degreeoffixationandcolorNsmess.Theutilizationof cationicreagent,ononehand,isquitehelpfultotheimprovementthedyeingperformance,ontheotherhand,however, causesmanyproblems.Thisarticleintroducesstructure,categoryandperformanceofcationicreagentandalsoanalyses theirinternalrelationships.Itprovidestheoreticalbasisfortheproperselectionofcationicreagentbyexplainingthe principleofenhancingcolorNstuessandbystudyingtheapplicationresultont hefibermodifiedtechnology.The passagealsoexplainstheimportanceofselectingcationicreagentanditsprod uctionprocessbyelaboratingthe technologyoffibermodification,producingmethod,keytechniquesandpost -dyeingfixationknow-hows.Inthelast part,thepassagetellstheprospectofcationicreagent,esp.thegreatvalueofthe studyontheR&Dofcationicreagent becauseitisaneffectiveapproachforthelowcarboneconomyandeco—frien dlydyeingprocess. KeywordsCationicreagentFibermodifiedFixativeDyeing 纺织品染色是重要的一道后加工,目前主要用 活性,酸性,分散等染料染色,一些品种也用涂料 着色.无论是哪各加工工艺,除了常规的要求,即 赋予一定的颜色,均匀和坚牢的颜色外,重要的条 件之一就是生态性,即条例低碳经济和持续发展的 要求,当前特别要求节能减排,清洁生产和高效, 安全的生产. 染色加工节能减排,进行清洁生产的途径除了 根据不同品的特性,合理开发和应用高性能的染料 外,重要的措施就是制定和应用现代的染色技术, 精确和严格控制染色过程,包括开发和应用各种性 能良好的染色试剂,其中阳离子试剂有独特的性能, 特别是用于纤维素纤维纺织品染色加工,有多种功 能和作用,包括对纤维的改性和染后对染料的固色 作用等. 阳离子试剂由于具有阳离子特性,可以和纤维, 染料以及其他化学品发生多种作用,改变纤维与染 料的染色性能,特别是提高染料的上染或固色率, l2上海染料第39卷 提高染色牢度以及改善染料的洗涤性或防沾色性, 有重要的应用价值.为此近十多年来,开发阳离子 助剂,推广它在染色加工中的应用,一直受到国内 外的注意. 阳离子试剂可以用于各类染料染色,其中用于 最多的是阴离子染料,包括活性,直接和酸性染料 染色. 近年来活性染料是发展最快的一类染料,不仅 是纤维素纤维染色最重要的染料,还不断扩大用于 蛋白质纤维,合成纤维和许多新型的多组分纤维染 色】.活性染料染色虽然有了迅速的发展,但是它 也存在一些问题,这就是染料利用率较低,排污较 严重,紫外,它染深浓色泽时,色牢度,特别是湿 摩擦牢度较差,此外,活性染料染色需用较多的碱 剂和盐类,也加重了污水治理的困难.因此,为了 改善染色加工的生态性,活性染料进行低碱和中性 固色,低盐和无盐染色,小浴比染色,低温和冷轧 堆染色,以及进行高固色,高提升和高牢度的所谓 “三高”染色倍受关注,而一些新型染色技术又和 应用阳离子试剂紧密相关【2’. 阳离子试剂还广泛用于直接和酸性染料染色, 近年来又用于涂料浸染.一些品种还用作缓染剂, 防沾染剂和分散稳定剂等,还有一些阳离子试剂还 具有多种功能性,被用作功能整理剂. 阳离子试剂的特点是它们分子中具有阳离子基 团或在染整加工过程中可以转变形成阳离子基团, 分子中可以具有一个或多个阳离子基.但是随着它 们分子中其他组成不同,它们的性能也会不同,故 阳离子试剂的分子结构差别很大,性能也就不同, 在染整加工中的用途各不相同.本文将简要从阳离 子试剂的结构出发,介绍它们的类别,功能和在染 色加工中的应用. 1阳离子试剂的结构和类别 纤维素大分子中虽然具有大量的羟基,这些羟 基,特别是其中的伯羟基反应性较强,可以和活性 染料的活性基发生亲核反应,形成共价键结合,但 是这些羟基是电中性的,即使少量离解也是生成羟 基阴离子,使纤维素纤维具有负电荷,对阴离子染 料产生电性斥力. 为了增强活性染料等阴离子染料对纤维素纤维 的吸附能力,即提高染料对纤维的直接性,近年来 对纤维素纤维的改性,特别是对纤维内外分子进行 化学改性,进行了大量研究,而季铵化和胺化是最 重要的改性途径之一. 季铵化和胺化的目的是使纤维素分子接上阳离 子基团,季铵化合物和纤维素分子中的羟基反应后, 直接使纤维素分子具有阳离子基,达到阳离子化的 目的,一些胺类或含氮化合物和纤维素分子反应后, 接上胺基或含氮原子的基团后再通过它们与质子反 应变成季铵基,也可以使纤维素分子阳离子化,所 以都可以使纤维素纤维具有正电荷,可以增强纤维 对阴离子染料的结合力.本文后面将会指出,由于 胺基亲核反应性比羟基强,或者通过电性诱导作用 使相邻的羟基亲核反应性增强,所以胺化后还会提 高纤维的反应性,提高染料的固色率,此外胺化过 程还会改变纤维的微结构,也会影响纤维的固色反 应性.因此胺化和季铵化可以大大提高纤维对染料 阴离子的吸附能力,有的还会提高染料的反应能力. 胺化或季铵化试剂与纤维分子的作用主要通过 试剂分子中的反应基与纤维素分子的羟基,或蛋白 质分子中的氨基反应,形成共价键结合.季铵化试 剂分子结构可用下通式 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示: ?.R (XA十?)巾 ,R 式中:x为反应基,n=0,1,2…: A为季铵分子主体,为烷基或芳基; R为CH3,C2H5或H,m=l,2,3… 一 般来说,反应基数目为1个,也有多个的试 剂.一些分子较大的试剂不一定具有反应基,可以 通过氢键,范德华引力吸附上纤维,与纤维不存在 共价键结合;季铵基大多数也是1个,也有一些可 能在可能存在多个季铵基;R基主要为CH3基,少 数为C2H5基,R基也可可能是氢原子.胺基在酸性 介质中结合质子后才转变成季铵基,在中性或碱性 时则是以胺基形式存在,属胺化试剂. 由此可知,胺化或季铵化试剂随结构不同可分 多种类别,大致可分以下几类. 1.1反应型类 (1)低分子类:改性剂,固色剂等; 第4期宋心远:纺织品染色加工与阳离子试剂13 (2)大分子或高分子类: 1.2吸附型类 (1)低分子类:改性剂, (2)大分子或高分子类: 1.3其他类 改性剂,固色剂等. 固色剂等; 改性剂,固色剂等. 交联固色剂,多功能阳离子试剂等. 阳离子试剂在纺织品染色中应用的历史较久,最 早主要用作阴离子染料的固色剂,主要包括一些简单 的阳离子化合物和以后大量应用的双氰胺与甲醛的 缩合物,它属弱阳离子型,典型的例子如固色剂Y, 它属吸附型的大分子类.近年来虽然也开发了一些吸 附型的阳离子类试剂,前者如多乙烯多胺类固色剂, 后者如二烯丙基胺的季胺聚合物,也都主要用作固色 剂,它们分子中不含与纤维反应形成共价键的基团, 主要通过氢键和范德华力吸附上纤维,并通过库伦力 与阴离子染料结合,产生固色作用. 2阳离子改性剂的功能和作用 随着科学技术的不断进步,对纤维改性,以提 高其染色性能的研究和应用愈来愈多.纤维改性的 方法有多种,按对纤维材料的作用可分物理,物理 化学及化学改性,随改性作用不同,纤维的染色性 能变化也不同,一些改性主要是改变纤维表面结构, 纤维内部的结构变化不大,较少用于改性染色,典 型的例子是低温等离子体处理等:另一些改性则是 改变纤维的整体结构,例如化学改性,往往使纤维 表面和内部都改性,应该指出,一些化学改性也往 往主要在纤维表面,但它是一种性能变化最大的一 种改性,不仅改变纤维吸附染料的速度或反应速度, 改变染料固着状态和数量,还会改变染料的吸附或 反应机理,改变纤维吸附染料的类别.化学改性中 阳离子化改性是重要的一种改性方法,对纤维的染 色性能影响很大.纤维素纤维阳离子化改性是近年 来研究最多的一种改性技术,通过改性使纤维素纤 维分子上接上阳离子基,使它不仅可以通过它原有 的羟基等基团结合染料(例如和活性染料形成共价 键结合),还可以通过库伦力与染料或助剂的阴离 子结合,因而可以大大提高阴离子染料的上染率和 活性染料的固色率,增强吸附涂料(主要增强吸附 涂料颗粒外层阴离子分散剂)的能力,为此近年来 通过对纤维阳离子化改性,开发了活性染料无盐或 低盐染色,低碱或中性固色,增深和节水染色,开 发了涂料浸染技术,生产了分别用于这些染色的阳 离子改性剂. 本文前面介绍的许多阳离子试剂都可用作染色 改性剂,但效果差别很大,从目前研究结果来看, 作为染色用的改性剂应具备以下几个条件: (1)可与纤维(主要是纤维素纤维)形成共价 键结合(它本身或通过交联剂与纤维反应形成共价 键结合)或与纤维有很强吸附力(主要是大分子或 高分子类试剂); (2)不改变或较少影响染料色光和牢度; (3)不改变或较少影响纤维材料的物理机I生能; (4)改性处理工艺简单; (5)安全或无公害. 事实上完全符合上述条件是困难的,目前主要 存在的问题有以下几点: (1)改性处理不能与染色同浴或同时进行,需 要在染色前预处理,这样不仅增长了加工工序,更 大的困难在难控制产品的颜色浓度和均匀性; (2)许多阳离子试剂改性后会改变染料的色 光,往往使颜色萎暗,并使耐日晒和耐汗光牢度下 降,一些深色品种的湿摩擦牢度也不高; (3)改性后纤维的匀染性和透染性变差,并会 改变许多染料的配伍性,使配色变得困难. 以上这些问题阻碍了阳离子改性剂的应用,但 这些问题也不是轻易能克服的,目前只能一方面继 续研究开发新的改性剂,另一方面就是根据染色产 品的特点合理选用改性剂.选用的原则是,对于主 要目的是增深的产品,适合选用分子较大,阳离子 数量较多和对纤维结合力较强的改性剂,例如阳离 子聚合物或改性天然阳离子试剂.这些阳离子试剂 主要固着在纤维表面,因此使纤维表面吸附或固着 染料量多.有些阳离子改性剂,先制成预聚体,处 理纤维后,再在纤维上通过相互或与纤维反应,形 成高分子物固着在纤维上,此时不仅纤维表面存在 阳离子改性剂,在纤维内部也有较多阳离子改性剂, 它们不仅有较强的增深作用,透染性也较好,但往 往会使纤维或纺织品手感变差.不论是哪种改性剂, 14上海染料第39卷 只有应用合理的处理方式和工艺才有较好效果,有 关这点本文后面将要专门讨论. 低分子阳离子改性剂在上世纪70年代就大量 进行了研究】,笔者当时也作一些探索】,研究最 多的是2,3一环氧丙基三甲基氯化铵,这只改性剂直 到目前还广泛用在阳离子改性染色,特别是涂料浸 染上,已有不少商品供应市场应用. 当时用这只改性剂改性主要是为了提高染料利 用率(活性,直接染料染色),后来则主要用于涂 料服装染色(浸染),近年来则在开发用于无盐染 色和低碱或中性活性染料固色.有关这只低分子阳 离子改性剂的研究和应用已有大量报导,本文不在 此多介绍,只是值得指出的是,经它改性后,染料 染色的色光和光牢度变化较小,主要原因是它可以 扩散进纤维内部,使纤维内外都发生接枝改性,因 此染料也可以扩散进纤维内部的关系,缺点是它对 纤维直接性低,改性处理时用量较高,催化剂的碱 性需强,或者处理的温度需较高. 以后虽然开发了一系列的低分子阳离子改性 剂,如本文前面所述,它们并未得到大量应用.在 这些研究中,有人将活性染料的活性基作为改性剂 的反应基L9j,因而提高了改性剂的反应性,降低了 催化剂的碱性,可以在活性染料染色的固色条件下 改性,例如用碳酸钠作催化剂,改性温度也可以降 低(例如降到70~80~C).图l和2为具有一氯均 三嗪和二氯均三嗪基的两只阳离子改性剂改性棉织 物的上染率和固色率与温度及NaC1浓度的关系(直 接染料染色). 由图1可知,未改性棉织的上染率和固色率(经 50%DMF萃取后的K/S保持率)最低(图中C曲线), 一 氯均三嗪单活性基阳离子改性剂棉织物的上染率 和固色率较高(C.1曲线),二氯均三嗪双活性基阳 离子改性剂改性棉织物的上染率和固色率最高(C.2 曲线),这表明阳离子改性后,上染率和固色率都可 大大提高,双活性基阳离子改性剂,不仅具有两只活 泼的二氯均三嗪活性基,而且分子中还具有两只阳离 子基,经它改性后,棉织物可接枝上更多的阳离子基, 所以上染率和固色率增加最多. * 卸 匿 醚 * 麒 ?U 沮度(?) 图l未改性和改性棉织物用直接坚斗:火红SE染 色的上染率和固色率与温度的关系 注:(1)曲线c为未改性棉织物的上染率(E) 和固色率(F)变化;曲线c1为单一氯均三嗪活 性基阳离子改性剂改性棉织物的上染率(E)和固 色率(F)变化,曲线c.2为双二氯均三嗪活性基 阳离子改性剂改性棉强物的上染率(E)和固色率 (F)变化: (2)改性剂浓度8%(a.w.f),浴比50:1, 8O?,60min;染料浓度3%(a.w.f)60min,浴 比, NBCl浓度(g/1) 图2未改性和改性棉织物用直接坚牢大红SE染 色的上染率和固色率与NaC1浓度的关系 注:图中曲线标记与上图相同. 从图2还可以看出,不仅上染率和固色率以改 性棉织物的高,而且盐对它们的影响也是不同的, 未改性棉的上染率和固色率随盐浓度增加而不断增 加,即盐起促染作用,单活性基的双阳离子基改性 剂的上染率和固色率基本不受盐浓度的影响,其水 平比加盐的未改性棉的还高.而双活性基的双阳离 子基改性剂的上染率和固色率更比加盐的未改性棉 第4期宋心远:纺织品染色加工与阳离子试剂15 织物的高,但随盐浓度增加反面减小,高于一定盐 浓度后,其水平还会低于未改性棉织加盐时的上染 率和固色率.这表明此时盐起缓染作用,而且加盐 是无益的.所以说,改性棉织物在改性程度适当时, 才适合进行无盐染色. 另外,从上两图三种棉织物的上染率与固色率 间的差距来看,未改性棉织物的比改性棉织物大得 多,这表明未改性棉上的直接染料易被DMF萃取 下来,也就是说,改性棉上的染料吸附结合较牢固. 即染料与纤维间的分子结合力较强.笔者研究也证 明,即使活性染料的水解染料染改性纤维也有较好 的湿牢度,说明改性棉与阴离子染料结合较牢固. 本文前面已经指出J,为了进行低盐和无盐染 色,有人合成了多环氧反应基的阳离子改性剂,也 证明比单环氧基改性剂的效果好,适合进行无盐染 色.如图3. 25 20 c『) 15 1O 5 0 0102o30405o6o 时间mln 图3染色时间与S值的关系 注:(1)图中C一未改性棉织物,C1一 /O\cI+5;:zHsHcl一/o\ CHj—CH—CH2-N—CH2一N—CH2一CH—CH2 改性棉织物,C一2一 /O\cI+HscI一s/o\ CH—CH—CH-Nt’--CH2OH2- , N—CH一CH—CH2 .OH3CH3 改性棉织物,C一3一 H—cH Cl- N+ _ / CH c 3 HcH一cN改性棉织物;CHCH—CHN?CHCH2一CN改性棉织物; ,CH3 (2)C.I.直接橙26(2%O-w.f)染色(无盐, 中性). 由图3可知,三只改性剂改性后的K/S值均比 未改性棉织物高,而其中以改性剂C一2最高,但也 发现,染色时间太长,K/S值反面会降低,这可能 和季铵基的稳定性有关.另外疏水基团太长也是不 利的,它可能会影响改性剂对纤维的扩散,从而使 染料过多沉积在纤维表面. 低分子改性剂类别很多,各有各的特点,也都 存在一些不足.只能根据工艺需要合理地选用.在 研究低分子改性剂的同时,近年来还重点研究了高 分子和大分子阳离子改性剂,主要也是用来改善染 色的生态性,例如进行无盐无碱染色.本文前面已 经指出,大分子或高分子阳离子改性剂主要有合成 和对天然高分子改性的两大类. l i I 鼍 K-2RI.HExLBBN钾 橱憎 口来经处??_皂蹦0蛏过处曩?毫洗簟 —一束经处曩.皂洗后巳经过处曩.毫洗詹 图4PolymerPL改性剂对活性染料染色K/S值的 影响(和未改性棉织物传统碱性固色比较) 注:(1)用传统的方法对未经整理的棉染色(碱 性固色),用改进的方法(无盐,无碱)对经过整 理的棉染色; (2)改性剂为PolymerPL(阳离子性共聚物), 预处理工艺:浸轧(pH为5.5,6.0,轧余率80%) 一 烘干(100,ll0?): (3)染色条件:浴比20:1,染料浓度2% (O.w-f),60min,不同染料有不同 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 温度. 基 ;活性囊抖 口来经,哇:毫.毫洗?圜经过处一.毫洗? 一来蠡处曩.毫洗后怒过处?.毫洗爵 图5PolymerPL改性剂对活性染料染色K/S值的 影响(在无盐弱酸性条件下染色比较) 16上海染料第39卷 注:(1)所有试样都在无盐的弱酸条件下染色; (2)改性剂为PolymerPL(阳离子性共聚物), 预处理工艺:浸轧(pH为5.5,6.0,轧余率80%) 一烘干(100,1l0?): (3)染色条件:浴比20:l,染料浓度2% (O.W.,),60min,不同染料有不同规定温度. 合成的主要是用非离子单体和阳离子单体共聚 或仅由后者均聚得到的,不论是哪种,它们改性 后提高纤维染色深度都很明显.例如由图4和5所 示【l训,经阳离子改性剂PolymerPL处理后,无论是 用传统碱性固色工艺或是在弱酸性浴中活性染料染 色的均有明显提高,而且改性棉织物可在无碱无盐 或弱酸性无盐条件下染色.用传统碱固色工艺(各 染料都加盐染色)虽然是传统染色工艺,但仍然不 如改性棉织物在无盐无碱染色,皂洗前后K/S值均 如此.如果都在无盐弱酸性条件下染色,两者差别 就更大,由于在弱酸性条件下活性染料固色率很低, 且易水解,而改性棉织物用不同活性染料染色的S 值仍然很高,这表明改性纤维素纤维完全可以进行 中性无盐染色,不仅染料固色率很高(大多数在90% 以上),而且污染少,污水易处理,是值得开发的 生态染色技术,一些活性染料染此种改性剂改性棉 织物的上染率(E.%)和固色率(F%)见表l. 表1PolymerPL改性剂改性棉织物活性染料染色 上染率(E.%)和固色率(%) 注:染料浓度2%(O.W.,)(无盐,无碱). 由表1所示可看出,用PolymerPL阳离子改性 剂改性后可以大大提高活性染料的上染率和固色 率,且可以进行无盐无碱染色,其原因它是一只可 以和纤维素或聚合物本身的亲核基团反应的改性 剂,它还具有较多阳离子基,可以与染料阴离子结 合,因此,在纤维上,聚合物,染料和纤维之间可 以发生多种作用,它们相互交联固着在一起.这类 改性剂虽然有良好的增深和固着作用,但也存在一 些不足,一些染料的耐光牢度会下降,织物的手感 也会变差.故它较适用于增深和要进行树脂整理的 纺织品染色. 近年来,还利用改性壳聚糖来处理纤维素织物, 以提高活性染料上染率和固色率,达到无盐染色的 目的.由于壳聚糖是一种具有氨基的天然高分子物, 制成季铵化合物后,处理织物可以提高活性染料的 固色率,都取得了一定的效果,但仍然在色变和光 牢度上存在问题,需要继续研究改进.还有介绍, 将蛋白质改性,制成阳离子改性剂【llJ用来处理棉织 物,在可溶性蛋白质分子上楼上阳离子基和环氧反 应基,这种阳离子改性蛋白助剂处理棉织物后,棉 织物不仅具有正电荷,而且还存在蛋白质的-NH2, . OH等亲性基团,因此也可以提活性染料的上染率 和固色率,也可以进行无盐无碱染色(见图6(a)和 (b)) 《 鼍 柚 曩 嚣 I| }皿 矗I 未改性棒织钧的 上攮百分事 束改性棉织物的 固色事 改性棉织钧的上 染百分率 改性捕织物的固 色率 (a)NaC1用量与上染百分率和固色率的关系 (b) 芝 豫 蠼】 匿 瑟 辟 }叮 谍 ? Na2co3用量/g? +未改性枢织物的 上染百分率 +来改性栅奴钓的 固色奉 一 ?改性搠织钧的上 染百分率 改性棉织物的周 色事 (1))Na2CO3用量与上染百分率和固色率的关系 图6改性和未改性棉织物上染率和固色率与NaC1 及Na2CO3用量的关系 第4期宋心远:纺织品染色加工与阳离子试剂17 注:(1)改性剂为阳离子改性蛋白助剂 WLS一10,40~C,独步一时10min,加NaOH4g/L 后再处理70min; , (2)活性艳红M一2B,2%(O.w.f),浴比 20:l. 由图6可知,改性棉织物活性染料染色的上染 率和固色率随盐用量增加也反而降低,即盐此时已 不起促染作用,反而起缓染作用,有关这点,笔者 在以前研究已证实…,而未改性棉织物染色盐是起 促染作用的,盐的加入,上染率和固色率均增加. 由图还可以看出,改性棉织物的上染率和固色率与 碱剂Na2CO3的用量基本无关,即可以进行无碱或 低碱固色,这是由于改性纤维素分手上不仅具有阳 离子基可以和染料磺酸基结合,而且蛋白质分子中 还具有许多强亲核反应能力的一SH,.NH2和一OH基, 所以可以进行无盐无碱(中性或弱酸性条件下)固 色.和其他高分子或大分子改性剂一样,这种改性 剂也主要固着在纤维表面,因此染料透染性相对较 差,另外,上染速率很快,也不利于匀染,这种改 性剂适合增深或差别化染色. 高分子或大分子改性剂也在开发用于涂料浸 染.已经指出涂料本身对纤维不能发生上染过程, 涂料只能以微波的颗粒被粘合剂粘着在纺织品表 面.为了使涂料悬浮体在浸染液中吸附上纤维表面, 上世纪未开发了纤维阳离子化涂料浸染的技术,其 理论依据是涂料悬浮体的涂料晶粒外层存在许多阴 离子性的分散剂,因此涂料颗粒是带负电荷的,可 以被带正电荷的纤维表面吸附.为此用阳离子性的 改性剂对纤维预处理后可以进行涂料浸染.阳离子 性的预处理剂也可以分低分子和高分子两大类,高 分子类的又有反应型和吸附型之分.低分子的吸附 能力低,故多半都是反应型的,高分子类的多半是 吸附类型的【l.如图7所示,涂料着色的K/S值和 上染率随改性剂用量增加而增大,但达到一定用量 后则会迅速降低.其原因可能是改性剂是高分子物 质,浓度太高后,在织物表面结膜太厚,涂料颗较 难接触织物表面,而凝聚在改性剂薄膜表面,处理 后易洗云之故,因为此改性剂是一只吸附型的改性 剂,但如果用量适当,涂料的上染率和S值仍可 达很高,而且它比普通低分子的反应型改性剂的高 改性剂用量/,’(硼f) 图7改性剂用量与涂料上染率和K/S值的关系 注:(1)涂料改性剂为非离子单体与阳离子单 体的共聚物: (2)染料溶液:涂料,粘合剂,渗透剂JFC; 染料温度:60?. 由图7可看出,改性剂分子大小不同,直接影 响它们在纤维上的固着状态和分布,小分子改性剂 可以在纤维内外固着,改性后的纤维染色对染料也 因此可以较均匀固着在纤维内外,颜色增深性(S 值增加值)相对较低些,但有利改善颜色的耐光和 摩擦牢度,高分子或大分子改性剂改性时主要固着 在纤维表面,使染料也集中固着在纤维表面,颜色 增深显着,但颜色的耐光和摩擦牢度会显着降低, 颜色变化也较大.为此,曾开发一些改性剂,先制 成预聚体,处理纤维后,使它在纤维内外发生聚合, 或与纤维发生交联反应,最后也以大分子或高分子 形态固着在纤维上.经它们改性的纤维,染料仍可 以较均匀固着在纤维内外,而纤维表面仍可以固着 较多的染料,因此增深性,颜色耐光和摩擦牢度均 较好.这是一种较理想的改性算什么,但笔者研究 发现,要使预聚体均匀上染纤维是较困难的,因为 预聚体本身是一小分子,对纤维的直接性不高,因 此上染量不高,如果提高预聚体的直接性,则又会 降低它的扩散性能,不能均匀固着在纤维内外,此 外预聚分子中的阳离子在以后的聚合或交联反应时 也不够稳定.总之要兼顾小分子和大分子改性剂的 特点还是较困难的,还应探索新的思路,开会新的 改性剂. (未完,待续3染后固色剂和其他试剂的 功能和作用)