（纺织化学与染整工程专业论文）活性染料高效印染皂洗剂的制备及应用.pdf

浙江理t 大学硕： ：论文 摘要 众所周知，活性染料印染织物一般要经过皂洗处理，但皂洗存在浮色去除不尽，沾色 严重等问题，而市场上又缺乏能较好解决这一难题的优良皂洗剂。针对上述情况，本文研 制了水溶性m a a a - n v p 三元共聚物，研制了具有较好防沾色性的新型表面活性剂 g m n - n ，在m a a a - n v p 三元共聚物与表面活性剂复配对皂洗性能影响的研究基础上研制 了高效活性染料印染皂洗剂，将研制的高效活性染料印染皂洗剂应用于活性染料印染织物 的皂洗，并与国内外同类皂洗剂进行比较。具体研究内容和结果如下： 1 、水溶性m a a a n v p 三元共聚物的制备：研究了马来酸酐丙烯酸( m a a a ) 二元 共聚物的聚合因素对其分散性的影响，优化了m a - a a 的合成条件，测定其分散性、螯合性、 碱缓冲性及防沾色性能：在m a a a - 元共聚物的研究基础上引枷p 单体，制备了马来酸 酐一丙烯酸n 乙烯基吡咯烷酮( m a - a a n v p ) 三元共聚物，通过研究其聚合因素对分散性 的影响，优化了m a a a - n v p 的合成条件，测定了共聚物的分散性、螯合性、碱缓冲性及 防沾色性能，并与m a - a a _ 二元共聚物进行了比较。结果表明，m a a a - 元共聚物优化的 合成条件为：聚合温度8 0 ，单体配比m ( m a ) - m ( a a ) = 1 ：3 ，引发剂用量3 5 ，单 体滴加时间为4 h ，保温时间为2 h ；m a _ a a - n v p 三元共聚物优化的合成条件为：m ( a a ) ： m ( m a ) ：m ( n v p ) 为6 ：2 ：0 8 ，引发剂用量为单体总质量的4 5 ，单体的滴加时间为 l h ，反应温度为7 5 ；m a a a 唧三元共聚物整体比二元m a a a 共聚物具有更好的分散 性、螯合性、碱缓冲性和防沾色性。 2 、新型表面活性剂g m n - n 的制各：鉴于g e m i n i 型表面活性剂的优异的表面性能和含 氮表面活性剂与染料较强的亲合力，采用马来酸酐、二甘醇和十二烷基单乙醇胺为原料， 研制了新型皂洗用表面活性剂二甘醇双马来酸十二烷基单乙醇胺双酯磺酸钠( g m n - n ) ， 研究了二甘醇双马来酸十二烷基单乙醇胺双酯酯化率的影响因素，优化了其合成条件，并 测定了g m n - n 的表面活性及其与m a - a a n v p 水溶性聚合物复配物的防沾色性，并与一般 表面活性剂比较。结果表明，g m n - n 优化合成工艺条件为：( 1 ) 二甘醇双马来酸单酯合 成优化条件：n ( - - 甘醇) ：n ( 马来酸酐) = 1 ：2 1 0 ，催化剂用量为l ，反应温度为7 0 ， 反应时间为2 5 h ；( 2 ) 二甘醇双马来酸十二烷基单乙醇胺双酯合成优化条件：n ( 二甘醇 双马来酸单酯) ：n ( 十二烷基单乙醇胺) = 1 ：2 1 0 ，催化剂用量1 6 ，反应温度为1 3 0 ， 反应时间为5 h ：( 3 ) 双酯磺化优化条件：n ( n 棚s 0 3 ) ：n ( 双酯) = 2 1 0 ：1 ，反应温度 为8 5 ，反应时间为4 h 。g m n - n 具有较好的表面活性，其表面张力和临界胶束浓度c m c 均较低，c m c 为3 6 6 x 1 0 4m o l l ， t o m e 为3 1 1 7 n n m ；g m n - n 表面活性剂相对一般表面活性 i 浙江理工人学硕上论文 剂具有更好的防沾色性。 3 、高效活性染料印染皂洗剂的制备：研究了m a a a - n v p 水溶性聚合物与阴离子表面 活性剂、非离子表面活性剂的复配，考察了复配物的净洗性能和防沾色性能；确定了皂洗 剂的基本配方，并将新型皂洗用表面活性剂( g m n - n ) 应用于皂洗剂的复配，研制了高效 活性染料印染皂洗剂。结果表明，o 一1 5 和o 一2 5 为与m a a a - n v p 复配皂洗剂的理想低分子 表面活性剂，高效皂洗剂的配方为：m a a a n v p = 元共聚物含量为9 ，o 1 5 含量为2 ， o 一2 5 含量是1 5 ，l 6 5 p e g 含量为8 ，g m n - n 为1 o ；其皂洗效果明显优于市场上的常 用皂洗剂。 4 、高效活性染料印染皂洗剂在活性染料印染织物皂洗中的应用：将研制的高效活性 染料印染皂洗剂应用于活性染料染色、印花织物的皂洗，研究了染色织物和深色抓毛印花 织物皂洗工艺因素对皂洗性能的影响，优化了各自皂洗工艺条件，测定了皂洗剂的皂洗性 能，并与市场同类产品进行了比较。结果表明，染色织物皂洗工艺优化条件为：皂洗剂用 量3 9 l ，皂洗温度9 5 。c ，皂洗时间2 0 m i n ，浴比1 ：5 0 ；深色抓毛印花布皂洗工艺优化条件： 皂洗剂用量4 - - 5 9 l ，温度9 5 , - - , 1 0 0 。c ，皂洗时间1 0 m i n ，浴比1 ：4 0 - 5 0 ；从染色织物和深 色印花特种布皂洗效果来看，高效活性染料印染皂洗剂的皂洗性能明显优于国内同类皂洗 剂，略优于国外皂洗剂。 研究表明：研制的高效活性染料印染皂洗剂具有优良的皂洗性能，其防沾色性能尤为 突出，论文所述的高效活性染料印染皂洗剂的研制是成功的。 关键词：皂洗；m a a a 小i v p 三元共聚物；高效活性染料印染皂洗剂：防沾色性能 浙江理工火学硕士论文 t h ep r e p a r a t i o na n da p p l i c a t i o no f t h eh i g h e f f i c i e n c yd y ep r i n t i n gs o a p i n ga g e n t a b s t r a c t a sw ea l lk n o w , t h ef a b r i cd y e d 、 ，i t ha c t i v a t e dd y ea n dt h ef a b r i cp r i n t e d 、析t l la c t i v a t e dd y e b o t hn e e ds o a p i n g ，b u tt h ep r o b l e m se x i s td u r i n gt h es o a p i n gp r o c e s sa r et h a tt h el o o s ec o l o ro n t h ef a b r i cc a n tb er e m o v e dc o m p l e t e l ya n dt h er e m o v e dc o l o rw h i c hi nt h es o a p i n gb a t he a s i l y s t a i nt ot h ef a b r i c w h i l et h e r ei sn o tal 【i n do fg o o ds o a p i n ga g e n tt h a tc a ns o l v et h ep r o b l e m a c c o r d i n gt ot h es t a t ea b o v e ，i nt h et h e s i s ，t h ew a t e r - s o l u b l em a a a - n v pt e r p o l y m e rw a sa l s o p r e p a r e d ，t h en e wt y p e so fs u r f a c t a n t ( g m n - n ) w h i c hh a sg o o da n t i - s t a i n i n gp r o p e r t yw a sa l s o p r e p a r e d ，o nt h eb a s i so ft h es t u d yo nt h ei n f l u e n c eo ft h eb l e n d i n go ft h em a a a - n v pa n dt h e s u r f a c t a n to nt h es o a p i n ge f f e c t , t h eh i g i l - e f f i c i e n c yd y ep r i n t i n gs o a p i n ga g e n to ft h ea c t i v a t e d d y ew a sp r e p a r e d t h ep r e p a r e ds o a p i n ga g e n tw a sa p p l i e dt ot h es o a p i n go ft h ef a b r i cd y e d 、航t l l a c t i v a t e dd y ea n dt h ef a b r i cp r i n t e dw i t ha c t i v a t e dd y e ，a n dt h eh i g h e f f i c i e n c ya g e n tw a s c o m p a r e d 哳t l lp r o d u c t so ft h es a n l ek i n dm a d ea th o m ea n da b r o a d t h ec o n t e n ta n dr e s u l t so f t h es t u d ya r ea sf o l l o w s ： 1 t h ep r e p a r a t i o no fw a t e r - s o l u b l en 队似一n v pt e r p o l y m e r ：t h em a l e i ca n h y d r i d e a c r o l e i e a c i d ( m a a a ) b i o p o l y m e rw a sp r e p a r e d 诵t l lm a l e i ca n h y d r i d e ( m a ) a n da c r y l i ca c i d ( a a ) t h ee f f e c t so ft h ep o l y m e r i z i n gf a c t o r so nt h ed i s p e r s i t yo ft h em a a a b i o p o l y m e rw e r es t u d i e d t h es y n t h e s i sc o n d i t i o n so ft h em a a ab i o p o l y m e rw e r eo p t i m i z e d o nt h eb a s i so ft h es t u d y o nt h es y n t h e s i so fm a a a b i o p o l y m e r , t h em a a a - n v pt e r p o l y m e rw a sp r e p a r e d 、析t hm a ， a aa n d n v i n y lp y r r o l i d o n e ( n v p ) 1 1 1 ee f f e c t so f t h es y n t h e s i sf a c t o r so nt h ed i s p e r s i t yo f t h e m _ a a a 州pt e r p o l y m e rw e r es t u d i e d t h es y n t h e s i sc o n d i t i o n sw e r ea l s oo p t i m i z e d t h e d i s p e r s i t y ，c h e l a t i o np r o p e r t y ，a l k a l i n eb u f f e rp r o p e r t ya n da n t i s t a i n i n gp r o p e r t yo ft h et w ok i n d s o fc o p o l y m e r sw e r et e s t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ed i s p e r s i t y ，c h e l a t i o np r o p e r t y ，a l k a l i n e b u f f e rp r o p e r t ya n da n t i s t a i n i n gp r o p e r t yo ft h em a - a a 州p t e r p o l y m e ra r eb e t t e rt h a nt h o s e o ft h ea a - m a b i n a r yc o p o l y m e r t h eo p t i m i z e ds y n t h e s i sc o n d i t i o n so ft h em a a ab i o p o l y m e r a r e ：t h ep o l y m e r i z a t i o nt e m p e r a t u r ei s8 0 c ，m ( a a ) ：m ( m a ) i s3 ：1 ，t h ea m o u n to f t h ei n i t i a t o r i s3 5 ，t h ed r o p p i n gt i m eo f m o n o m e ri s4 h ，a n dt h ep hv a l u eo f t h ep r o d u c ts h o u l db e 删u s t e d b e t w e e n4a n d5 ，t h ew h o l er e a c t i o nl a s t6 h t h eo p t i m i z e ds y n t h e s i sc o n d i t i o n so ft h e t i t 浙江理_ 丁大学硕上论文 m a - a a n v pt e r p o l y m e ra r e ：m ( a a ) ：m ( m a ) ：m ( n v p ) i s6 ：2 ：0 8 t h ea m o u n to f t h e i n i t i a t o ri s4 5 ，t h ed r o p p i n gt i m eo fm o n o m e ri sl h ，a n dt h ep o l y m e r i z a t i o nt e m p e r a t u r ei s 7 5 2 t h ep r e p a r a t i o no ft h en e w t y p e so fs u r f a c t a n t ( g m n - n ) ：i nv i e wo ft h ep r o p e r t i e so f t h e g e m i n is u r f a c t a n ta n dt h a tt h es u r f a c t a n t sw h i c hc o n t a i nn i t r o g e nh a v es t r o n ga f f i n i t y 、析t i lt h e d y e ，t h ed i g l y c o l d i m a l e i ca c i dd o d e c y lm o n oe t h a n o l a m i n ed i e s t e rs o d i u ms u l f o n a t e ( g m n - n )w a ss y n t h e s i z e d 谢t ht h em a l e i ca n h y d r i d e ，d i g l y c o la n dd o d e c y lm o n o e t h a n o l a m i n e t h ee s t e r i f y i n gr a t eo ft h er e a c t i o no ft h ed i g l y c o ld i - m a l e i ca c i dd o d e c y lm o n o e t h a n o l a m i n ed i e s t e rw a sd e t e r m i n e d n l es y n t h e s i sc o n d i t i o n so ft h eg m n - nw e r eo p t i m i z e d t h es u r f a c ea c t i v i t yo fg m n - nw a st e s t e d ，t h ea n t i - s t a i n i n gp r o p e r t yo ft h eb l e n d i n gw h i c h b l e n d e db yt h eg m n - na n dm a - - a a - n v pw a st e s t e d , a n dt h ea n t i - s t a i n i n go ft h eb l e n d i n gw a s c o m p a r e d 、) i ，i t h t h a to ft h e b l e n d i n gw h i c hw a sb l e n d e db yc o m m o ns u r f a c t a n t sa n d m a - a a j n v p t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo p t i m i z e dr e a c t i o nc o n d i t i o no fd i g l y c o ld i - m a l e i c a c i di st h a t ：n ( d i g l y c 0 1 ) ：n ( m a l e i ca c i d ) = 1 ：2 1 0 ，t h ea m o u n to f t h ec a t a l y s ti s1 ，t h er e a c t i o n t e m p e r a t u r ei s7 0 c ，a n dr e a c t i o nt i m ei s2 5 h ；t h eo p t i m i z e dr e a c t i o nc o n d i t i o no fd i g l y c o l d i m a l e i ca c i d d o d e c y lm o n oe t h a n o l a m i n ed i e s t e r i s t h a t ：n ( d i g l y c o ld i - m a l e i c a c i d m o n o e s t e r ) ：n ( d o d e c y lm o n oe t h a n o l a m i n e ) i s1 ：2 1 0 ，t h ea m o u n to f t h ec a t a l y s ti s1 6 ，t h e r e a c t i o nt e m p e r a t u r ei s13 0 ，a n dt h er e a c t i o nt i m ei s5 h ；t h eo p t i m i z e dr e a c t i o nc o n d i t i o no f s u l f o n a t i o n t h ei st h a t ：n ( n a r i s 0 3 ) ：n ( d i e s t e r ) = 2 1 0 ：1 ，t h er e a c t i o nt e m p e r a t u r ei s8 5 。c ， a n dt h er e a c t i o nt i m ei s4 h g m n - nh a sg o o ds u r f a c ea c t i v i t y ，i t ss u r f a c et e n s i o na n dc r i t i c a l m i c e l l ec o n c e n t r a t i o n ( c m c ) a r eb o t hv e r yl o w ，t h ec m ci s3 6 6 x 1 0 。4m o l l ，t h e 丫锄ci s 31 17 n n m t h ea n t i s t a i n i n gp r o p e r t yo ft h eg m n - ni sb e a e rt h a nt h a to ft h ec o m m o n s u r f a c t a n t s 3 t h ep r e p a r a t i o no fh i g h e f f i c i e n c yd y ep r i n t i n gs o a p i n ga g e n to fa c t i v a t e dd y e ：t h e b l e n d i n go fm a a a 州pw a t e r - s o l u b l ep o l y m e ra n dt h e s u r f a c t a n t s i n c l u d i n ga n i o n i c s u r f a c t a n t sa n dn o n i o n i cs u r f a c t a n t sw e r es t u d i e d t h ea n t i - s t a i n i n gp r o p e r t ya n dt h ea b l u t i o n p r o p e r t yo ft h eb l e n d i n gw e r ea l s os t u d i e d t h eb a s ef o r m u l a t i o no ft h es o a p i n ga g e n tw a s d e t e r m i n e d , a n dt h en e wt y p eo fs u r f a c t a n tg m n - nw a sa p p l i e dt ot h ep r e p a r a t i o no fs o a p i n g a g e n t t h el l i g h - e f f i c i e n c yd y ep r i n t i n gs o a p i n ga g e n to fa c t i v a t e dd y ew a sp r e p a r e d t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h eg o o dc o l l m o ns u r f a c t a n t sw h i c h w o u l db eb l e n d e d 、析t ht h em a a a 州pa r e i v 浙江理工大学硕? 二论文 o - 15a n do 一2 5 ；t h ef o r m u l a t i o no fh i g h e f f i c i e n c ys o a p i n ga g e n ti s ：t h eb l e n d i n gr a t i oo ft h e m a a a n v pi s9 ，t h a to fo 一15i s2 ，t h eo 一2 5i s1 5 ，t h el 6 5 p e gi s8 ，a n dt h eg i v l n - n i s1 0 ；a n dt h es o a p i n ge f f e c to ft h es o a p i n ga g e n ti sb e t t e rt h a nt h a to ft h es o a p i n ga g e n tw h i c h u s e dw i d e l yo nt h em a r k e t 4 t h ep r e p a r a t i o no fh i g h e f f i c i e n c yd y ep r i n t i n gs o a p i n ga g e n to fa c t i v a t e dd y e t h e h i g h - e f f i c i e n c yd y ep r i n t i n gs o a p i n ga g e n tw a sa p p l i e dt ot h es o a p i n go ft h ef a b r i cw h i c hw e r e d y e d 诵t l la c t i v a t e dd y ea n dt h ef a b r i c sw h i c hw e r ep r i n t e d 谢廿1a c t i v a t e dd y e t h ei n f l u e n c eo f t h et e c h n o l o g yf a c t o r so ft h ed y e df a b r i ca n dd a r kc o l o u r e dp r i n t e dc l o t ho fc o m b i n go nt h e s o a p i n ge f f e c tw e r es t u d i e d , a n dt h es o a p i n gt e c h n o l o g yw a so p t i m i z e d t h ep r o p e r t i e so ft h e s o a p i n ga g e n tw e r et e s t e d ，a n dw e r ea l s oc o m p a r e d 诵t l lt h a to ft h ep r o d u c t so ft h es a m el ( i n d t h er e s u l ts h o w e dt h a tt h eb e t t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g yo fs o a p i n ga g e n tw h e na p p l y i n gt ot h e s o a p i n go ft h ed y e df a b r i ci st h a t ：t h ea m o u n to ft h es o a p i n ga g e n ti s3 9 l ，t h es o a p i n g t e m p e r a t u r ei s9 5 。c ，t h es o a p i n gt i m ei s2 0 m i n , t h eb a t hr a t i oi s1 ：5 0 ；t h eb e t t e ra p p l i c a t i o n t e c h n o l o g yo ft h es o a p i n go ft h ed a r kc o l o u r e dp r i n t e dc l o t ho fc o m b i n gi st h a t ：t h ea m o u n to f t h es o a p i n ga g e n ti s4 9 l ，t h es o a p i n gt e m p e r a t u r ei s9 5 - 10 0 。c ，t h es o a p i n gt i m ei s10 m i n , b a t h r a t i oi s1 ：4 0 - - 5 0 ；t h ep r o p e r t i e so ft h eh i g h - e f f i c i e n c yd y ep r i n t i n gs o a p i n ga g e n ta r eo b v i o u s b e t t e rt h a nt h o s eo ft h ep r o d u c t so ft h es a m ek i n d ，a n ds l i g h t l yb e t t e rt h a nt h o s eo ft h ep r o d u c t w h i c hw e r em a d ei na b r o a d t h es t u d ys h o w e dt h a t ：t h es o a p i n ge f f e c t so fh i g h - e f f i c i e n c yd y ep r i n t i n gs o a p i n ga g e n to f a c t i v a t e dd y ew h i c hp r e p a r e di nt h et h e s i si sg o o d ，e s p e c i a l l yt h ea n t i - s t a i n i n gp r o p e r t y , t h e p r e p a r a t i o no ft h es o a p i n ga g e n ti ss u c c e s s f u l k e y w o r d s ：s o a p i n g ；m a - - a a - n v pt e r p o l y m e r ；t h eh i g h - - e f f i c i e n c ys o a p i n ga g e n to fa c t i v a t e d d y e ；a n t i s t a i n i n gp r o p e r t y v 浙江理工大学学位论文原创性声明 本人郑蕈声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰 写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 节 7愉比够，鞍冲 ：月 名一剿工 者年 作露1f 文防敝沙 位： 学期 浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 学位论文作者签名： 同期： 9 - oo 年 保密口，在 不形。 稚坊 2 月土pr 年解密后使用本版权书。 嘻山彩礼 名耳 麟了 师 口 教 ： 导期 隋r 浙江理工火学硕一f ：论文 第一章前言 摘要：本章概述了活性染料印染皂洗剂研究的背景；阐述了皂洗剂的皂洗机理、组成、新型表面活性剂 在皂洗剂复配中的应用等方面的发展现状；阐明了课题研究的意义、主要内容及课题的创新点。 关键词：活性染料；皂洗；表面活性剂：皂洗剂 引言 目前，天然纤维凭借舒适、环保、可再生等优越性能备受青睐，成为一种主要的纺织 材料。活性染料亦凭借其优异性能，成为了天然纺织品染色印花的首选染料。众所周知， 活性染料印染织物一般要进行碱固色，在这一过程中容易造成织物浮色，所以需要皂洗处 理以除去浮色及一些印染助剂。在皂洗过程中，洗脱的染料容易回沾到织物上，造成沾色， 严重影响了皂洗织物的质量。而传统的皂洗剂往往达不到理想的效果；一些表面活性剂复 配皂洗剂，虽然净洗性能得到一定改善，但防沾色能力仍不足，且其某些复配组分不环保； 聚乙烯吡咯烷酮防沾色性能好，但成本太高。所以，市场缺乏一种性能优良的皂洗剂，印 染织物皂洗过程中浮色去除不尽、二次沾色的问题还是普遍存在。因此，研制高效、清洁、 低成本的活性染料印染皂洗剂是当前纺织染整行业一个亟待解决的问题。本章概述了活性 染料印染皂洗剂研究的背景及意义；阐述了活性染料皂洗机理、皂洗剂的组成、新型表面 活性剂的应用等方面的发展现状；阐明了课题研究意义和主要内容。 1 1 课题研究的背景 目前，天然纤维和化学纤维成为了纺织染整行业两种主要的纺织品原料。随着科技的 发展，生活水平的提高，人们对纺织材料的服用性能的要求越来越高。天然纤维凭借舒适、 环保、可再生等优越性能备受青睐。活性染料色谱齐全、价格低廉，印染效果好，且工艺 简单、操作简便、清洁环保，成为了天然纺织品染色印花的首选染料，使用日益普遍。但 活性染料印染织物在皂洗中存在浮色去除不尽、沾色严重等问题。 在活性染料碱固色时，染料与染浴中的氢氧根离子反应或染料与吸附在纤维上的氢氧 根离子反应而发生水解，水解染料具有与反应染料相近的亲和力，被纤维吸附。由于水解 染料与织物的吸附能力弱，色牢度低，即造成织物浮色l l i 。为去除织物上的水解染料、未 固色染料和其它印染助剂，对其进行皂洗。但在皂洗过程中，随着未固着的染料从织物上 逐渐转移到皂洗液中，皂洗液转变成具有一定浓度、一定温度和一定时问的染色浴，染料 在皂洗织物的不同染色部分之间相互转移，导致织物的沾色；未固着染料从有色部分向无 色部分转移，造成织物的白地沾色【2 l 。传统的高温皂洗过程中存在染料易向织物内部扩散、 渗透等负面效果；在高温碱性染色浴及皂洗浴中，染料纤维共价键易断裂水解，水解染料 1 浙江理t 大学硕l 论文 容易再次回沾1 3 1 。可见，皂洗过程中选择优良的皂洗剂对织物表面浮色的去除，防止织物 的沾色、白地沾色是至关重要。 但是，传统的皂洗剂如肥皂往往达不到理想的效果，其不耐硬水，易结块，粘在织物 上难清除。一些表面活性剂复配皂洗剂，虽然其净洗性能得到一定改善，但防沾色能力仍 不足，且其复配所用的一些表面活性剂毒性大、生物降解性差，不符合当今世界绿色环保 的主题，在市场难占一席之地。聚乙烯吡咯烷酮具有优良的防沾色性能，但是其成本太高， 不适用于作为皂洗剂的防沾色组分。目前市场上使用的一般皂洗剂皂洗效果不佳，皂沈过 程中印染织物浮色去除不尽、二次沾色的问题还是普遍存在。因此，研制高效、清洁、低 成本的皂洗剂是当前纺织染整行业一个亟待解决的问题。 1 2 活性染料印染皂洗剂的发展现状 皂洗过程中充分去除染色织物的浮色，避免或最大限度地减少沾色现象，皂洗剂显得 尤为重要。为适应市场的需求，满足皂洗要求，活性染料印染皂洗剂也在不断地完善和优 化。 1 2 1 皂洗机理 皂洗是利用皂洗剂和染料间的物理或化学作用，洗脱沾在纤维上的水解染料、未与纤 维键合的染料和其他杂质的一个过程。洗下来的染料和污垢与皂洗剂结合在一起，并利用 皂洗剂的分散、悬浮、络合等作用，防止再次回沾，从而达到去除织物浮色，防止织物沾 色和提高织物皂洗牢度的目的f 4 1 。 1 2 1 1 净洗过程 纺织品在染色和印花后一般需要经过皂洗，把未固着的染料、助剂等污垢从纤维表面 洗下来，并且不再使其回沾到织物表面。沾在织物上的水解染料、未与纤维键和的染料和 其它杂质的沈除过程分为两步进行：首先，皂洗液渗入纤维表面与污垢( 染料和其它杂质) 粒子之间，溶剂化作用使粒子污垢与纤维表面分离；然后，通过水的机械分离，污垢进入 皂洗液中，皂洗液中表面活性剂对其进行进一步地乳化、分散和增溶等作用，使污垢稳定 分散在皂洗液中。 固体污垢的去除：由于皂洗剂的表面张力低于织物的临界表面张力，皂洗剂渗入污垢 与纤维之间的缝隙。渗入后，皂洗液中的净洗剂的疏水基会分别吸附于纤维表面和污垢表 面，其亲水基则伸入皂洗液中，因此，污垢与纤维之间形成一单分子吸附膜。单分子吸附 膜的形成使污垢表面变成强亲水性表面，污垢与皂洗液具有了很好的相容性，从而皂洗液 在纤维表面与污垢问的界面上铺展，形成一层水膜，使污垢与纤维表面间的固固界面变成 2 浙江理t 大学硕i ：论文 两个新的固液界面，即固体表面和洗涤液，最终使污垢与纤维发生脱离同。液体油污是通 过卷缩机理得以与纤维表面分离的。脱离的污垢经水的机械搅拌、表面活性剂的分散、悬 浮、乳化、增溶等作用，使污垢进一步与织物发生分离并稳定在洗涤液中。 1 2 1 2 防沾污过程 在净洗过程中，织物与污垢的洗脱和吸附是可逆的。悬浮有污垢的洗液是个不稳定体 系，悬浮污垢粒子会发生凝聚继而沉淀，导致部分污垢在织物表面沉积。虽然沉积污垢量 不多，但使织物色泽变得灰暗，且浮色的存在严重影响织物的水洗牢度和摩擦牢度，所以， 防沾污是皂洗的一个重要环节。 防沾污过程中，皂洗剂中的表面活性剂、污垢和纤维表面之间发生一系列复杂的物理 化学作用，如润湿、渗透、吸附、增溶、乳化、分散、解吸、起泡等，并借助机械作用， 使污垢与纤维表面分离而悬浮于介质中，并不再回沾到织物表面。皂洗剂中的高分子表面 活性剂主要有两个作用：一是通过高分子表面活性剂在织物上成膜，从而防止污垢在织物 表面的吸附与沉积；二是借助高分子表面活性剂主链及支链的特殊结构，对污垢进行吸附 及包覆作用1 6 1 ，将污垢稳定地分散于洗涤液中。 皂洗剂的防沾污作用具体可用下列关系式表示： 纤维污垢+ 皂洗剂寻= = 兰纤维皂洗剂+ 污垢皂洗剂 从以上平衡式可知，皂洗剂不仅与纤维要有较强的亲和力，而且与污垢( 尤其是染料) 也要有较强的亲和力。 1 2 2 皂洗剂的组成 皂洗最初使用的是肥皂或是单一品种的表面活性剂。但浮色染料从纤维上脱落和皂洗 液中的染料重新吸附于纤维存在着动态平衡，仅仅依靠肥皂或单一品种的表面活性剂复配 物无法彻底洗除浮色，且沾色严重。皂洗剂一般由净洗剂、防沾污剂、助沈剂、消泡剂等 组成，为满足市场需求，皂洗剂不断发展，其复配组分也在不断地更新换代。 1 2 2 1 净洗剂 皂洗剂中的净洗剂主要有沈除织物浮色染料的作用，净洗剂复配用表面活性剂主要包 括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂及两性表面活性剂。 适用的阴离子表面活性剂一般有：c 原予数为8 1 2 的烷基苯磺酸盐、c 原子数为9 2 0 的 烷基磺酸盐、c 原子数为9 2 0 的烷基硫酸盐、c 原子数为8 2 0 的烷基苯磺酸盐、磺基琥珀酸 脂肪醇聚氧乙烯醚酯盐和磺基琥珀酸乙氧基化烷醇酰胺酯盐1 7 j 。 非离子表面活性剂：c 原子数为6 1 2 的烷基酚、c 原子数为8 2 0 的脂肪醇或者是聚氧乙 3 浙江理工大学硕上论文 烯及聚氧乙烯聚氧丙烯的嵌段共聚物，还包括这些表面活性剂通过其游离羟基醚化、酯化、 胺化得到的一系列的衍生物和烷基糖苷及其衍生物f 8 l 。 两性表面活性剂：较为常见的有磷脂及仲胺、叔胺、季铵等胺类衍生物，其中阳离子 也以杂环结构的形式出现在两性表面活性剂中。两性表面活性剂要求至少含有一个c 原子 数为3 1 8 的烷基，烷基中含有羧基、磺酸基、磷酸基等阴离子基团，以进一步提高表面活 性剂的性能f 9 1 。 作为净洗剂使用较为普遍的是阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂。阴离子表面活 性剂价格相对便宜，去污能力强，洗后织物手感较好，但易受水中的钙、镁离子的影响形 成不溶性的钙皂、镁皂。非离子表面活性剂在水中不离解，对硬水及电解质敏感较小；去 污能力较强，低浓度下即有较强的去污能力；临界胶束浓度低，具有良好的增溶能力。但 是，非离子表面活性剂的浊点低，复配相容性较差，复配皂洗剂易分层，影响使用效果。 针对上述情况，一般皂洗剂采取非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂复配。这样，既能 弥补阴离子表面活性剂对水质敏感的缺陷，又能克服非离子表面活性剂由于浊点低引起的 复配皂洗剂分层的难题【1 0 】，且阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配时一般还存在协 同增效作用。 两性表面活性剂中最具代表性的的是甜菜碱型两性表面活性剂，其化学稳定性好，耐 硬水、氧化剂、还原剂和一般浓度的电解质，对酸碱适应性较广，较少用量即可达到净洗 效果，且生态相容性好，对环境友好，虽然价格相对较高，但也是皂洗剂复配用表面活性 剂的选择之一。 目前，常用的活性染料净洗剂主要还是采用阴离子表面活性剂复配或是阴离子表面活 性剂与非离子表面活性剂的复配f l l l 。与最初使用的肥皂及使用单一的表面活性剂相比，复 配净洗剂的浮色洗除效果有了一定程度的增加。普通表面活性剂由于受其分子结构、相对 分子质量等因素的影响，其复配净洗剂的洗涤、分散作用还十分有限，且用量大，越来越 不符合当前印染助剂向绿色环保方向的发展趋势。寻找传统表面活性剂的替代品，研究开 发净洗力好、防沾色能力强、清洁环保、低成本的复配表面活性剂或新型表面活性剂是当 务之急。 1 2 2 2 防沾色剂 一般皂洗剂存在的问题是：洗涤能力欠佳，浮色染料不能全部从织物表面洗除脱落； 防沾色能力差，从织物上脱落的浮色染料还会重新吸附到织物表面，形成二次沾色。虽然 净洗剂兼有防沾功能，但还远达不到皂洗防沾污的要求，所以，防沾污剂是复配皂洗剂不 4 浙江理工火学硕： ：论文 可或缺的组成部分。 防沾色剂又可称作抗再沉积剂，是皂沈剂的重要组分，也是目前皂洗剂亟待提升的部 分。其主要作用有两个：一是防止金属无机盐的沉积；二是分散皂洗液中的浮色染料，防 止其重新沾染到织物表面。作为防沾色剂使用的抗再沉积剂较为常见的是聚合物类表面活 性剂，如羧甲基纤维素( c m c ) 、羟丙基甲基纤维素( h p m c ) 、聚乙烯醇( p v a ) 、聚乙烯 吡咯烷酮( p v p ) 、聚丙烯酸( p a a ) 以及丙烯酸一马来酸酐共聚物( a a - m a ) 1 1 2 l 等。其中， 丙烯酸类聚合物由于原料易得、价格便宜、效果也较明显，使用最为普遍。 其实，早在1 9 4 0 年就有人发现肚卤代丙烯酸水溶性聚