常用的固色剂品种很多,按其固色途径及结构可分为三种[1]:(1)阳离子型表面活性剂类型;(2)不含表面活性剂的季铵盐类型;(3)树脂反应型固色剂。其中树脂反应型固色剂在水中有一定溶解度,是带多官能团的预缩体,自身能交联成大分子网状结构,可与染料构成大分子化合物,并由于环氧基的活泼性能在纤维与染料之间起“架桥”作用,使染料与纤维结合得更加牢固。从而提高了湿处理牢度。本文论述的固色剂TX即属于此类型。它能显著地改善直接染料、强酸性染料的湿处理牢度,而且几乎不影响固色产品的色光和手感,并可用常规方法剥色,重染性好。固色剂TX生产时采用不含甲醛的原料,合成过程中不产生甲醛,织物固色后亦不释放甲醛,并具有合成方法简便、原料易得等优点。
1实验部分
1.1固色剂TX的合成
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计、恒压加料器的四口烧瓶中加入1,5-二羟基萘和乙醚溶液,用针管抽取适量的三氟化硼-乙醚络合溶液加入到反应液内部;用恒压加料器滴加适量的环氧氯丙烷,并在搅拌条件下于40~60℃反应数小时。然后降温,加入固体烧碱,进行闭环反应。反应结束后,减压蒸馏,滤出氯化钠,并用醋酸调节pH值6~7[2,3]。
1.2性状分析
所得产物为红褐色固体,能溶于乙醚、丙酮,水溶性良好。产物经红外光谱分析鉴定,结构中含所设计环氧值(mol/100g)=[(V1-V2)c]/10m的官能团。
利用盐酸丙酮法进行环氧值的测定,其标准方法:精确称取试样0.5~1g(准确至0.0002g),置于250ml具塞磨口三角锥形瓶中,精确加入盐酸-丙酮溶液20ml,密塞。摇匀后放置暗处,静止30min。加入混合指示液5滴,用0.15mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至紫蓝色,同时作空白实验。
环氧值(mol/100g)=[(V1-V2)c]/10m
式中V1空白试样消耗烧碱体积/ml;V2样品消耗烧碱体积/ml;c烧碱标准溶液浓度;m样品质量/g。
1.3固色效果测试
将经直接染料、酸性染料、国产硫化染料染色的布样以2%(owf)固色剂TX进行后处理,与原样对照各项牢度。实验方法见GB3920-83、GB3921-83、GB3922-83。同时以固色剂Y作参照对比。
2结果与讨论
2.1合成工艺分析
合成过程中,影响反应的因素有反应温度、反应时间、催化剂用量、反应物的比例等。通过正交实验的筛选,确定最佳合成工艺条件:开环反应5h,反应温度50~55℃;闭环反应5h,反应温度30~35℃;催化剂用量为反应物的2%~4%;反应物料配比为1,5-二羟基萘∶环氧氯丙烷∶烧碱=1∶2.5∶2。
非离子固色剂TX是以二萘酚与环氧氯丙烷为主要成份的预聚体,类似于树脂的初缩体,其化学结构:
[pagebreak]其中,活泼的环氧基团在纤维与染料之间起“桥梁”作用,加固了染料与纤维的结合。由于产物的水溶性随n值的增大而下降,所以,反应温度、反应时间及反应物的比例应严格控制,否则将影响产物的收率。
印染废水 2.2产物鉴定结果分析
从原料和产物的红外光谱分析可以看出,改变反应条件对反应进程和终产物纯度的影响。其中,最佳合成工艺条件下的产物谱图中有较明显的环氧基特征峰(见图1),证明反应是向所设计的方向进行的[4]。采用盐酸丙酮法测定产物的环氧值为0.598mol/100g,而理论值为0.735mol/100g,由此说明单元数n>1,产物是多种分子量的混合物。
2.3固色效果分析
2.3.1直接染料染纯棉织物固色处理结果(表1)
从表1可以看出,经固色剂TX处理后,直接染料的各项牢度可以提高1~2级,说明固色剂TX对提高直接染料染色品的湿处理牢度有明显效果。但也有不足,如固色后的色光较原样略显萎暗。
2.3.2酸性染料染纯羊毛织物固色处理结果(表2)
由实验可知TX对强酸性染料的染色品固色效果明显,这对于目前低价位的强酸性染料的使用是个很好的促进。
2.3.3国产硫化黑染灯芯绒固色处理结果(表3)印染废水
印染废水
[pagebreak]从表3可以看出,对于国产硫化黑染料,固色剂TX可将其湿摩擦牢度提高1~2级。
3结论
3.1从反应物结构、反应历程可知,TX是一种不含甲醛的新型固色剂。它对直接染料、强酸性染料及硫化染料均有很好的固色效果。其固色产品可用于外贸出口。
3.2在固色工艺中,应视固色品种的不同而选用不同的固色剂用量以达到最好的固色效果。另外,可适当加入少量柠檬酸或己二胺协同使用,固色效果更佳。
3.3该固色剂对直接染料的色光略有影响,对酸性染料的色光则几乎没有影响。
3.4由于该固色剂属于非离子型,因此可以与其它非离子型、阳离子型、阴离子型等助剂同浴使用。
3.5有关非离子无甲醛固色剂TX的应用机理,目前正在进一步研究之中。
参考文献
[1]王存仓.纺织染整助剂导论[M].西安:西安交通大学出版社,1993.
[2]杨勇军.丙三醇环氧树脂合成工艺探讨[J].精细化工,1993,(4):18.
[3]赵国印染废水钧,余增.二环氧缩水甘油醚的一步合成法[J].化学世界,1990(2):6.
[4]陈耀祖.有机分析[M].北京:高等教育出版社,1983.
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