三、轧染的工艺问题
还原染料在实用性能上,存在着三大缺陷:
第一,不同结构的染料,其还原的难易程度,相差甚远;
第二,不同结构的染料,其氧化的难易程度,相差甚疏;
第三,不同结构的染料,其皂洗的色变性能,相差很大。
这三大缺陷,在连续轧染中的表现尤为突出,它们是影响还原染料色光稳定性的关键因素。
1、染料的正常还原问题
众所周知,还原染料必须还原成可溶性的隐色体才能上染,而不同结构的还原染料,其隐色体的还原负电位相差很大。
比如,还原黄G的还原负电位最低(-64mv).最容易还原。
还原橄榄R的还原负电位最高(-927mv),最难还原。
传统的还原剂保险粉,在20g/l、60℃时的还原负电位(实测值)为1080-mv,因而它能将所有的还原染料还原成隐色体。在连续轧染中,由于汽蒸温度高(100-102℃),保险粉20g/l的还原负电位(实测值)短时间内可达1135-mv左右,比还原染料正常还原所需的还原电位负值,要高得多。因而轧染时,一旦烧碱-保险粉浓度过高,常用还原染料中的一些容易“过还原”的黄蒽酮蒽醌染料(如还原黄G)、兰蒽酮蒽醌染料(如还原兰RSN、还原兰BC等),就容易发生“过还原”现象。
一些含酰胺基结构的还原染料,如还原棕R、还原橄榄R等,在烧碱-保险粉浓度过高时,还可能发生水解,生成色泽较深的氨基化合物,。
当前,市场上推出了一些保险粉的替代品,具有使用量少、耐热性好、成本较低的特点,但是必须注意,这类还原剂均为复配物,其中含有二氧化硫脲(简称TD,学名甲脒亚磺酸)。
二氧化硫脲的还原性比保险粉强,在浓度5g/l、烧碱(100%)15g/l、温度100℃时的还原负电位可达1220-mv(实测值)。因此一些黄蒽酮与兰葸酮类的蒽醌染料,更容易产生“过还原”现象。
染料还原过度,会使色光显著异变(上染率与色牢度也会同时降低)。
比如还原兰RSN,过还原后其色光会严重变萎变暗,红亮的兰光甚至可以完全消失。
还原兰BC过还原(脱卤)后,会由兰光漂兰变为红光宝蓝(实际变成兰RSN),特别值得注意的是,这种“过还原”引起的色光变化,基本上是不可逆的,即使经氧化也无法恢复。
因此还原染料轧染配制还原液时,一定要注意二点:
(1)烧碱-保险粉浓度一定要适当,“浓度越高色光稳定性越好”的想法和做法,是不符合实际的。
(2)对保险粉的替代品,黄蒽酮与兰蒽酮类的蒽醌染料,最好不用,其他类染料也应在实验的基础上谨慎使用。
2、染料的正常氧化问题
不同结构的还原染料,其氧化速度不同。有些还原染料的隐色体,氧化速度很快,汽蒸后只要经水洗、透风就可完成氧化。比如:蓝蒽酮蒽醌染料中的还原蓝RSN、还原漂蓝BC、还原艳蓝3G、还原蓝GCDN等;紫蒽酮蒽醌染料中的还原艳绿FFB、还原艳绿2G、还原深蓝BO等;咔唑蒽醌染料中的还原橄榄绿B、还原卡其2G等。其中有些染料,在氧化条件较强的情况下,甚至会发生“过氧化”,使色泽显著变暗,色光失去真实性。但有些还原染料的隐色体氧化速度却很慢,比如蒽醌染料中的还原艳橙RK;硫靛染料中的还原桃红R、还原红青莲RH;黄蒽酮染料中的还原黄G等。这些氧化速度特慢的染料,必须采用氧化剂氧化才行。
由于不同结构的还原染料,其氧化速度相差悬殊,在实际生产中,氧化工艺往往顾此失彼,造成色光的稳定性。
比如还原黄G,它是还原染料拼色轧染中不可缺少的黄色染料,但它的氧化速度特慢,常常因氧化条件与其氧化性能不适应(如汽蒸后水洗去碱太净、氧化剂浓度不足、氧化温度过低、染色车速过快等),表现出氧化迟钝、氧化不足,在水洗皂洗过程中,落色较多(常常被误认为色牢度不好),其结果因上色量不稳定而导致拼色色光波动性大。
为此,在还原染料连续轧染中要注意三点:
(1)氧化速度特快,且易“过氧化”的染料,尽量不与氧化速度特慢的染料拼染,以免氧化条件顾此失彼。
(2)要根据染料的氧化性能,来调节汽蒸后冷水冲洗的去碱程度。因为染料隐色体比隐色酸的氧化速度更快,所以对氧化速度慢的染料而言,织物带适当的碱度,更容易实现充分氧化。对氧化速度快的染料而言,则织物带碱不宜过多,否则容易发生“过氧化”。
(3)为了使氧化性能不同的染料均能实现”正常氧化”,确保色光艳丽、纯正,连续轧染时,不宜采用水洗、透风氧化法,而适合采用双氧水氧化法。因为双氧水在弱碱性条件下,氧化温和,不致引起染料的“过氧化”。
经验条件为:100% H2O2 l~1.5g/L
氧化温度50±2℃
氧化时间25-30s(相当一格平洗槽+透风氧化或二格平洗槽串联氧化)
3、染料的皂洗变色问题
还原染料与活性染料有一个最大的不同点,就是还原染料具有突出的“皂洗效应”。所谓“皂洗效应”,就是染着在纤维上的还原染料经高温湿热处理(皂洗、水洗、烘干等),会发生深浅、色光的变化。实践表明,多数还原染料“皂洗效应”明显。
常用还原染料皂洗前后色光的变化
染料名称 |
皂洗前后色光变化 |
染料名称 |
皂洗前后色光变化 |
橄榄绿B |
黄棕光消失,明显发蓝光 |
灰BG |
明显转红光,有浅色效应 |
深蓝BO |
蓝光消褪,变红莲色光 |
蓝RSN |
蓝青光消褪,变红光亮蓝 |
深蓝VB |
蓝灰光消失,变红光暗蓝 |
灰BM |
红光消褪,转青灰光 |
黄G |
红光加重,较艳亮 |
桃红R |
显著转黄光 |
艳紫2R |
转红光 |
蓝GCDN |
显著转红光 |
漂蓝BC |
红光加重 |
艳绿FFB |
蓝光加重 |
卡其2G |
显著转绿 |
棕G |
转灰绿光 |
棕GG |
转灰绿光 |
棕RRD |
显著变红 |
棕BR |
黄光加重 |
棕R |
变艳亮 |
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