浅谈活性染料印花固色率（二）

原德国Bayer公司生产的Levafix PA型活性染料，固色率一般可达80％~90％，但其耐酸性水解断键牢度还不够理想，影响其固色率总体水平。为此，该公司生产了以2-氟-4-甲基-5-一氯嘧啶（甲基氟氯嘧啶）为活性基的Levafix PN型活性染料，具有良好的色浆稳定性和较高的染料-纤维键水解稳定性，但印花固色率略低，为70％～80％。
上海染化八厂生产的M型活性染料和上海万得化工有限公司生产的BPS型活性染料，其活性基团均为一氯均三嗪／乙烯砜混合型。该类活性基又分为对位酯组合和间位酯组合，其性能各异（间位酯反应性较快），因此，由其组成的染料固色率也不同。
2．1．2染料母体的影响
染料母体不仅赋予活性染料不同的色泽和色牢度，而且还影响染料的染色性能及反应活性。如偶氮结构的苯衍生物氢键的形成，使架桥基-NH-电离困难，从而可提高染料的反应性。
以一氯均三嗪型活性染料为例，采用蒽醌酸性染料为母体的艳蓝品种，其固色率较偶氮结构母体的黄、橙及红色品种低，其差距有时达到10％～20％。
2．2印花织物的前处理
活性染料在纤维素纤维上的固色以多相化学反应的形式进行，这种多相反应的速度不仅与染料浓度、温度及pH值等有关，还与反应双方的物理化学条件有关。因此，织物前处理会对固色率产生一定影响，尤其是纤维素纤维经碱处理（丝光）后，不但提高染品的色泽艳亮度，而且固色率也会上升。这是因为丝光可使纤维素纤维无定形区增大，晶区尺寸缩小，同时由于分子链中葡萄糖剩基绕链的主价键发生一定的旋转，使一部分在水中不可及的羟基变为可及，从而提高了纤维的化学活泼性，有助于活性染料固色率提高。
2．3印花色浆中助剂的影响
2．3．1尿素
在活性染料印花工艺中，采用汽蒸、焙烘、热空气固着法时，尿素对固色率有着极为重要的影响。
尿素中的酰二胺基能解除染料分子间的相互作用力，降低氢键的键能，使染料的多分子聚集体迅速解离，呈单分子状态，从而提高染料的溶解度。同时，尿素对纤维素纤维还有一定的膨化作用，在低湿度（如汽蒸）或*不含湿（如焙烘或热空气）的情况下，能起到媒染剂的作用，保证活性染料获得良好的固色率。
尿素的作用机理相当复杂。例如，它存在相反的溶解能，会在高温汽蒸时产生凝聚物，这种凝聚物在重新蒸发时会为印花织物提供短暂的湿度，而这对活性染料固色初始阶段极为重要。它并非由尿素的吸湿性所致，而是印花色浆在烘干过程中发生水合作用，以染料-尿素-水共融混合物的形式，存在于印制的花纹内，在固着过程中，这种共融物帮助染料向纤维内部扩散，并与纤维上的羟基发生化学键合反应。
尿素在温度大于133℃时开始熔融，并逐步产生热分解，析出酸性物质，反应式如下：该酸性物质与碱剂反应生成氰酸钠，消耗印花色浆中的部分碱剂。
另一方面，乙烯砜型活性染料采用焙烘法固着时，在140℃以上，会与未分解的尿素发生加成反应：因此，乙烯砜型活性染料采用高温焙烘固着时，印花色浆不能加尿素。
不同品种的活性染料，其扩散速率也不同。扩散速率低或染料分子内聚力较大的染料，增加尿素用量后，其给色量均有提高，匀染性也得到改善。焙烘固着法比汽蒸固着法尿素的使用量多（乙烯砜型除外），但尿素用量过多会降低表面给色量。因此，活性染料印花色浆中的尿素用量，应根据染料品种合理选用。
粘胶纤维的横截面结构不均匀，阻碍了活性染料在纤维内部的均匀渗透和扩散。增加尿素用量，有助于粘胶纤维充分膨化，便于活性染料扩散进入纤维，因此，该情况下的尿素用量一般不低于150 g／kg。
2．3．2碱剂
印花过程中，活性染料需在适当碱剂存在下，才能与纤维素纤维发生化学键合。碱剂的种类、用量，以及与不同牌号商品染料的匹配性对固色率有着密切的影响。通常，反应性高的活性染料（如二氟一氯嘧啶型）采用碱性较弱的*，用量一般为8~15 g／kg；中等反应性活性染料（如一氯均三嗪型）采用*，用量为15~25 g／kg；乙烯砜型反应性虽属中等，但对碱剂较敏感，在一相法印花工艺时，一般宜采用三氯醋酸钠为碱剂，也可采用*为碱剂，但部分品种的色浆稳定性欠佳，导致固色率差。值得注意的是，乙烯砜型活性染料采用两相法工艺（即印花后色浆中不含碱剂，印花烘干后浸轧碱液快速汽蒸）时，不但色泽较一相法鲜艳，且固色率也有所提高。
此外，即使是同一类型的商品牌号，个别活性染料品种对碱剂的要求也会不同。
碳酸钠为强碱弱酸盐，由其调制成印花色浆，pH值在11以上，易使反应性强的活性染料水解。因此，碳酸钠仅适用于部分反应性较差的一氯均三嗪型活性染料。
为了保证活性染料的固色率，合理选择碱剂的种类和用量十分重要，同时必须兼顾印花色浆的稳定性。
2．3．3印花原糊
海藻酸钠是活性染料印花较为理想的糊料，其分子结构中均匀分布有羟基阴离子，与阴荷性的活性染料有静电斥力，因此有利于染料上染纤维。
海藻酸盐以海藻中褐藻为原料，其资源日益缺乏，因而成本较高。为此，推出羧甲基淀粉、改性聚丙烯酸等糊料来代替海藻酸盐。据有关资料报道，其印花效果不逊于海藻酸盐。然而，生产实践证明，还是海藻酸盐印花固色率较为理想。尤其是印制紧密织物（例如14．5 tex X 14．5 tex，547根／10 cm X 288根／10cm府绸），低聚合度海藻酸盐的固色率一般均比其它糊料高（但表面给色量不一定比其它糊料高）。这主要是因为海藻酸盐的渗透性好，活性染料可随之渗透入纤维内部。
2．3．4染料浓度
活性染料纤维素纤维印花时，染料浓度对固色率也有影响。同一品种低／中浓度印花时，固色率往往比高浓度要高，且有时差异较大。例如，活性嫩黄和活性翠蓝不同浓度印花时，其固色率差异见表4。
表4不同浓度印花固色率差异由表4看出，活性染料高浓度印花时，其固色率有一定程度的下降，部分品种下降较为显著。因为采用无机盐作为染料标准化的稀释剂，若染料浓度提高，印花色浆中的电解质含量增加，影响了染料的溶解度和扩散速率，使固色率下降。采用多活性基活性染料，不但固色率较高，而且不同浓度时的固色率变化不大，即这些品种的提升力好。
上海染化八厂曾对该厂生产的M型活性染料用深浅两档浓度进行印花，然后测定其固色率，见表5。
表5不同浓度M型活性染料固色率比较2．4固色条件
在常规印花工艺中，活性染料大多采用饱和汽蒸工艺；对涤棉混纺织物印花，也有采用焙烘或热空气固着法；在两相印花工艺中，印有色浆的织物经轧碱后，用128～130℃过热蒸汽，在30 s内完成汽蒸固色。
在实际生产中，经常会因蒸汽质量不够稳定，或蒸化机运转操作不当，致使汽蒸温湿度达不到要求，甚至使已经键合的染料在湿热状态下水解造成给色量下降。因此，必须正确掌握汽蒸固着条件，一般102～104℃汽蒸5～8 min。尽可能不采用烘焙或热空气固着工艺，因为焙烘固着工艺的表面给色量普遍比汽蒸工艺低20％左右。
来源: 印染在线