分散染料微胶囊染色的研究

1、分散染料微胶囊染色的研究2011-03-16来源:孟春丽，曹毅，吕英智，陈水林（来源卬染）点击次数：985关键字：架色分散染料微胶囊针织物聚对苯二甲酸乙二酯纤维 前吕分散染料是一种疏水性强、水溶性小的非离子型染料，主要用于涤纶和涤棉织物的印染加 工。为使分散染料均匀地分散于染色介质中，其制备和使川过程中常需借助多种助剂。表 面活性剂的存在使大量染料滞留在染色设备内壁、纤维表面和染色废水屮，导致染色废水 的色度、cod、bod和碱度偏高，增加了染色废水的处理难度。采用微胶囊分散染料对涤纶纤维进行染色，则无需另加助剂。微胶囊的壁可看作一种半透 膜，在染色条件下，水的表面张力很低，易渗透进入微胶囊内

2、，溶解其屮的分散染料。在 扩散推动力的作用下，溶解的分散染料分了穿过胶囊壁向外扩散进入染浴。单分了的分散 染料在涤纶纤维表而吸附并向纤维内部扩散，完成染着。山于分散染料的溶解度很小，染 浴屮染料浓度极低，而匀染性良好。同时，染色体系屮不含表面活性剂，不存在增溶作 用，染色结朿后，织物表而的浮色量远远小于传统染色体系，毋需还原清洗和皂洗，既环 保乂节能节水。经沉淀过滤后，染色残液的色度、cod> bod均能达到国家一级排放标 准，且染色废水叮无条件冋用于染色、前处理及片整理工序，对节约水资源，保护人类生 态环境，促进纺织行业可持续发展，具有重要的社会意义和经济意义。木试验研究了分散染料微胶

3、囊染色工艺，分析了各工艺因素对染色效果的影响，并考察了 分散染料微胶囊染色废水回用的效果。1试验1. 1材料织物纯涤纶针织物；超细纯涤纶平纹织物。药品分散红3b微胶囊，分散蓝2bln微胶囊（h制）；分散红3b,分散蓝2bln（_l业 品）；醋酸（分析纯），扩散剂（工业品）。仪器rapid红外线打样机（瑞比公司），cet000a高精度测配色仪，ja2003电了天平，ph 计，生化培养箱，蒸憎装置，滴定管等。1. 2分散染料微胶囊的制备将分散染料、80%（ow0系统调节剂及适量蒸係水用高剪切混合乳化机高速均化，倒入三口 烧瓶屮，室温搅拌条件下滴加一定量的蜜胺树脂预聚体a,升温至60°c,

4、保温1. 5h； 向反应体系中加入1%分散剂，搅拌10 min,降温冷却，进行单层造壁。然后，再滴加一 定量蜜胺树脂预聚体b,升温至75°c,保温2h,然片降至室温，进行双层造壁。倒出聚 合物，停止搅拌，将清液去除，得到微胶囊染料沉淀，水洗，抽滤，烘干。1. 3分散染料微胶囊染色工艺染色处方微胶囊染料/ %（owf）x ph值（用酣酸调节）56 染色工艺将润湿的织物放入盛有微胶囊染料的高温高压染色管中，60°c始染，z后逐渐升 温至染色温度，保温染色一定时间。降温至60°c,収出织物，不经水洗，直接烘干。1. 4前处理工艺（1）退煮一浴工艺条件100%naoh/（

5、g/l）40精练剂/ （g / l） 5 温度/°c 10（）102 时间/ min 60热水洗，冷水洗，晾干。(2)漂白工艺条件100%h202/(l)5na2sio / (g / l) 5浴比1： 30温度/ °c 90时间/ min 601. 5传统分散染料染色工艺染色处方/ ( l)染料 / % (owf) 2扩散剂nno 1渗透剂jfc 2ph值(用醋酸调节)5-6浴比1： 20染色工艺将润湿的织物放人盛有分散染料染液的高温高压染色管屮，60°c始染，升温至染 色温度保温染色一定时间。降温至6o°c ,取出织物，经水洗、还原清洗、水洗，烘干。

6、述原清洗液及条件处方烧碱/ ( l) 2保险粉/(l)2温度/ °c 95时间/ min 101. 6测试方法色度按稀释倍数法，川ce7000a高精度测配色仪测定；bod值按gb 7488-1987水质五i i纶化需氧量(bod )的测定稀释与接种法测定；cod值采用垂辂酸钾法进行测定；耐洗色牢度按gb/t3921. 51997纺织品色牢度试验耐洗色牢度测定；摩擦色牢度按gb/t 3920-1997纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度测定。2结果与讨论2. 1染料用量的影响分别釆用不同类型的分散染料对纯涤纶针织物进行染色，改变染料用量，测定染色织物的 k/s值，结杲见图lo图1染料用量对染色

7、性能的影响细粗股胶品品= 红红商益_号在制备分散染料微胶囊的烘干过程屮，胶囊颗粒町能会发4:聚集，得到的是不同粒径的分 散染料微胶囊。山图1可知，如果微胶囊颗粒大小适度，不加助剂情况下，分散染料微胶 囊的释放速率与商晶分散染料添加扩散剂时的释放速率相似，但颗粒较粗的分散染料微胶 囊的缓释速率比颗粒较细的微胶囊分散染料慢得多。因此，分散染料微胶囊无助剂免水洗 染色工艺完全能达到传统分散染料的染色效果，关键是微胶囊颗粒大小要适度，以保证染 料良好的缓释性能。2. 2染色温度和时间的影响分别采用分散红3b微胶囊和分散蓝2bln微胶囊对纯涤纶针织物进行染色，改变染色温 度和时间，测定染色织物的k/s值

8、，结果见图2和图3。由图2和图3可知，分散染料微胶囊的鄴放速率与温度有关。110°c时，分散染料微胶囊 的释放速率比商品分散染料慢，得色量较低；120 °c时，分散染料微胶靈的释放速率比 130°c时慢，但延长染色时间（超过80 min）,也能达到130弋时的染色效果；130弋染色，分散染料微胶囊的释放速率较快，染色30 min后基本能达到染色平衡，且得色量较高。低于120七时，分散染料微胶囊的释放速率较慢，可能是由于此时分散染料在涤纶纤维上的扩散速率较慢，从而影响微胶囊的释放速率。因此，分散染料微胶曩对涤纶纤维的染色最好在130弋进行。此外，由图3可知，颗粒较粗

9、的分散染料微胶囊红胶囊（粗）的释放速率很慢，染色织物的k/s值随染色时间的延长而增加,但达到染色平衡所需的时间较长。再次说明,分散染料微胶囊的颗粒不宜太大。 2520i亠商品葢130丈 丨i804060时间/mi n简品c 十茗股 商s£：20 c 亠藍胶童130 v20100图2染色温度和时间对蓝2bln微胶製缓释性能的影响12 1086420-*红胶負110 v 商品红110 t 红般120 v 亠裔品红i2o r*红船震120 v 亠商品红130 v*红跖刃r（«）2040608002.3扩散剂的影响为了提高分散染料微胶囊的释放速率，在染液中 加人0.5 g/l扩散剂

10、，对超细涤纶平纹织物进行染色, 结果见表1。表1扩散剂对分散染料微胶春缓释性能的影响染色方法k/sv1ch商詁分散红3b染色13.3055.9456.15359 801.44分散染料微胶囊红3b（粗）染色2.5056.9753.56353.341.04分傲染料红3b微胶 囊（粗）+扩散剂染色17.5053.8971.43328.520.68分散染料红3b微胶 囊（细）染色17.2852.0370.23328.201.32分散染料红3b微胶 襲（细）+扩散剂染色18.4151.6472.68328.340.46商品分散蓝2bln染色17.8830.0245.44285.860.33分散染料微胶囊

11、蓝2bln染色1&6028.4244. 14287. 121.42分散染料微胶囊蓝2bln +扩敵剂染色19.012& 3244.83287.580.43由表1可知,扩散剂对颗粒较粗的分散红3b微胶 曩的影响较大，对颗粒较细的分散红3b微胶囊和分散蓝2bln微胶囊的影响较小。这是因为扩散剂的增溶 作用,能加快颗粒较粗的分散染料微胶囊的释放速率, 提高匀染性,且不影响染色残液的色度。但扩散剂的 用址不能太大，否则增溶作用太强，使染色残液的色度 值增高，达不到清洁染色的目的。2.4分散染料微胶囊染色效果超细涤纶平纹织物采用常规分散染料染色与分散 染料微胶囊无助剂免水洗染色的结果见表

12、2。表2分散染料微胶湊染色工艺与常规工艺比较k/s值皂洗牢度/级摩擦牢度/级褪色涤沾色棉沾色干湿红3b微胶奏工艺10.09455554 5常规工艺9.987555545蓝 2bln微胶囊工艺22.92954554545常规工艺20.9654-55545由表2可知，分散染料微胶囊染色工艺的k/s值 略高于常规工艺，而前者无需添加染色助剂，无需还原 清洗等后处理，就可达到与传统工艺还原清洗后相同 的色牢度。这主要是因为微胶曩染色中没有表面活性 剂的增溶作用，表面浮色较少。2.5分散染料微胶素染色废水水质比较常规分散染料和分散染料微胶囊染色残液沉 淀过滤后的水质，结果见表3。表3染色残液的水质指标工

13、艺染料色度/倍cod/(mg/l)當规染色工艺红3b48096296蓝 2bln4201 15084微胶囊染色工艺红3b1 24612蓝 2bln3 45210由表3可知，由于微胶囊染色工艺中未使用任何 助剂，染色残液的色度，以及cod和bod值都比常规 分散染色工艺低得多，各项水质指标达到gb 4287- 1992纺织染整工业水污染物排放标准的一级标准, 可直接排放，节约了大量废水处理费用，有良好的经济效益和社会效益。2.6微胶聂分散染料染色废水的回用 2.6. 1染色分别采用分散染料微胶囊染色废水和蒸懈水，用 商品分散染料分散红3b和分散蓝2bln对超细涤纶 平纹织物进行染色，结果见表4。

14、由表4可知用微胶囊染色残液对织物进行染色, 染色织物的色调、鲜艳度和明度都不受影响，染色均匀 性也很好。因此,微胶囊染色残液经简单过滤后便可 向用于染色。表4染色残液回用于染色的结果水墳k/s值la*uw6c分2.561.053.19-6.2253,56353.34燉胶圾色戎液2.462.755.03-6.2655.39353.522.%分敵庶2別話18.628.4212.99-42.1844.14287. 12l42直栽染色残滾18.928.8112.5$-42.7545.06289 180.762. 6. 2 漂口采用分散染料微胶囊染色废水对超细涤纶平纹织物进行漂口（见1. 4节），结果见表5。表5染色残液回用于织物漂白漂白分散红3b微 胶囊染色废水分散益2bln微 胶聯染色废水蒸馆水放置30 d后的分 散红3b微胶襲染 色废水白度/%86.087.187.988.5由表5可知，川微胶囊染色残液对织物进行曲，可达到蒸憎水漂白的效果，且染色残液 放置一段时间后再进行漂白也不影响其漂白效杲。因此，分散染料微胶囊染色残液可冋用 于印染工艺。3结论(1) 分散染料微胶囊的释放速率与温度有关，其最佳染色温度为130 oc。分散染料微胶囊 颗粒大小对染料缓释性能的