染色過(guò)程通常包括染料在纖維表面的吸附、向纖維內(nèi)部擴(kuò)散、在纖維內(nèi)外固著三個(gè)階段。如果吸附在纖維表面的染料未能完全擴(kuò)散到纖維內(nèi)部,且在染色結(jié)束前未能洗除而離開(kāi)纖維表面,那么就很有可能在后來(lái)的紡織品服用過(guò)程中因外界條件的變化從纖維表面脫離。染料在紡織品服用過(guò)程中從纖維表面脫離,實(shí)際上就是染色牢度較差的具體表現(xiàn)。如紡織品的水洗牢度、摩擦牢度、汗?jié)n牢度、熨燙牢度等都與上述現(xiàn)象有密切關(guān)系。實(shí)際上,染料品質(zhì)、染色工藝及控制是影響紡織品染色牢度的最直接和最主要的因素,但這里對(duì)染料的影響不做討論,只討論固色劑對(duì)牢度的影響。
染料固色劑是指可以使染料和纖維之間更有效地固著的一類(lèi)化合物,它能改善和提高染色織物的各類(lèi)牢度。
造成染色織物牢度不能滿足要求的原因是多方面的,直接染料染色時(shí),染料僅靠范德化力、氫鍵與纖維結(jié)合,染料與纖維的結(jié)合力較小,并且它們的分子結(jié)構(gòu)中存在磺酸基、羧基等親水基團(tuán),在洗滌時(shí),染料易溶于水中而脫離纖維,導(dǎo)致其濕處理度差。活性染料分子中的反應(yīng)性基團(tuán)易與纖維以共價(jià)鍵結(jié)合。從理論上講,活性染料與纖維形成共價(jià)鍵是相當(dāng)堅(jiān)牢的,不存在染色牢度問(wèn)題。實(shí)質(zhì)上,在染色過(guò)程中,特別是染濃色時(shí),往往會(huì)發(fā)生因染料濃度過(guò)高而使染色織物上存在大量末固著的活性染料和水解染料,這些未固著的染料和水解染料很難從染色織物上洗除,這部分染料在洗滌過(guò)程中就會(huì)掉色;同時(shí),有些活性基與纖維間所形成化學(xué)鍵易水解,造成濕處理牢度較低。為了提高織物的染色牢度,需用固色劑對(duì)織物進(jìn)行固色處理,而且要求使用無(wú)甲醛固色劑,保證織物的環(huán)保。
一、 固色劑的固色機(jī)理
目前的固色劑大致可以分為陽(yáng)離子聚合物型固色劑、樹(shù)脂型固色劑(含甲醛樹(shù)脂型固色劑,含多胺樹(shù)脂型固色劑)、交聯(lián)反應(yīng)型固色劑。固色劑提高水溶性染料在纖維上的染色牢度,主要機(jī)理如下:
①利用固色劑分子中的季銨鹽或叔胺鹽等陽(yáng)荷型基團(tuán)與離子型染料結(jié)構(gòu)中陰離子基團(tuán)離子鍵結(jié)合,使染料與固色劑形成不溶性的色淀在纖維上沉著,降低其水溶性而提高染物的皂洗和白布沾色牢度,固色劑的陽(yáng)離子屬于越強(qiáng),其皂洗、白布沾色牢度越好。
②利用固色劑分子中的反應(yīng)性基團(tuán)與染料分子上可反應(yīng)性基團(tuán)、纖維素分子上的羥基交聯(lián),降低染料水溶性,提高染物的皂洗、白布沾色和濕燙牢度。
③利用固色劑在染物上的成膜性能提高其染色牢度。固色劑處理后的被染織物在烘干過(guò)程中,固色劑分子上的反應(yīng)性交聯(lián)基團(tuán)自行交聯(lián)成大分子,在織物和纖維表面形成一層具有一定強(qiáng)度的無(wú)色保護(hù)膜,從而把染料包覆在纖維上,使染料不易脫落。形成的無(wú)色保護(hù)膜還有利摩擦牢度的提高。
④固色劑分子上的親染料的結(jié)構(gòu)基團(tuán),使固色劑與染料之間形成氫鍵與范德華力結(jié)合、增加固色劑的固著強(qiáng)度,從而提高染色牢度。
⑤固色劑分子中所含的基團(tuán),如亞胺基等,和染料分子上的—OH、—NH2等原子形成配位鍵結(jié)合,形成配合物。
除了提高濕處理牢度的固色劑外,還有以下一些提高其它色牢度的固色劑:
(1)利用固色劑的緩沖能力及固色劑分子結(jié)構(gòu)中較強(qiáng)的吸酸能力,使汗液中的酸性物質(zhì)被中和,防止活性染料與纖維形成的共價(jià)鍵斷裂,達(dá)到提高汗?jié)n牢度的目的。在分子結(jié)構(gòu)中具有氮原子的固色劑,例如,多元醇胺縮合物作為固色劑可提高染色織物汗?jié)n牢度。
(2)利用固色劑中平滑劑的作用,減少纖維表面的摩擦系數(shù),從而提高染色織物的摩擦牢度。
(3)將紫外線吸收劑接枝引入固色劑分子中,利用紫外線吸收基團(tuán)對(duì)日光中紫外線的吸收,防止紫外線對(duì)染料結(jié)構(gòu)的破壞,從而提高日曬牢度。
(4)利用一些物質(zhì)的抗氯性或吸氯性,防止活性氯對(duì)活性染料偶氮結(jié)構(gòu)的攻擊,從而提高活性染料的耐氯浸牢度和耐氯漂牢度。
一般來(lái)講,好的固色劑應(yīng)具有如下性能:
具有較強(qiáng)的固色能力,能使織物的有關(guān)色牢度明顯提高;
染料適應(yīng)性廣,染料結(jié)構(gòu)對(duì)固色效果的影響較?。?/p>
與纖維的親和力強(qiáng),在固色浴中吸盡率高;
織物經(jīng)固色劑固色后,不會(huì)引起色光變化;
在提高有關(guān)色牢度(如耐洗色牢度)的同時(shí),不應(yīng)降低其它色牢度(如日曬牢度);
不影響織物的手感,不引起織物強(qiáng)力下降。
根據(jù)固色劑的固色機(jī)理,理想的固色劑在化學(xué)結(jié)構(gòu)上要具有以下特點(diǎn):
①帶有正電荷,易與染料分子的陰離子以離子鍵結(jié)合;
②含有活性基團(tuán),能與纖維上的極性基團(tuán),—OH,—NH2等以共價(jià)鍵結(jié)合;
③具有反應(yīng)性交聯(lián)基團(tuán),能自行交聯(lián)成大分子 網(wǎng)狀不溶性薄膜;
④含有與染料具有親和性的結(jié)構(gòu)基團(tuán)
⑤具有對(duì)金屬離子的沉淀作用和配合作用;
⑥產(chǎn)品不含甲醛等非環(huán)保物質(zhì),使用過(guò)程中也不會(huì)釋放甲醛;
⑦根據(jù)需要引入平滑組分、柔軟組分、pH緩沖組分、抗紫外線組分等,從而針對(duì)性提高染色織物某些色牢度指標(biāo)。
⑧對(duì)織物顏色、手感、強(qiáng)力影響較小。
|