螯合分散剂在染整加工过程中的应用

螯合分散剂在染整加工过程中的应用

游泳器是由中心离子和多齿辅助体组成的一个圆形结构的配合物。具有良好的分散、悬浮作用和良好的金属离子络合物性质。它可以防止设备和纺织品的污渍，产生强烈的抗污染和染色能力。耐碱、酸、氧化、还原剂；与一般添加剂具有良好的相溶性。本文对螯合分散剂在染整前处理、染色、皂洗各工序中的应用进行了具体讨论。1游泳者的作用机制1.1非螯形配合物的稳定性利用螯合剂与中心离子配合形成的螯合物具有独特的性能,其稳定性比结构相似而且配位原子相同的非螯形配合物更稳定。其稳定性与螯环的大小和数量有关,一般是五原子环或六原子环的螯合物最稳定,而且一个多齿配位体与中心离子形成的螯环数越多,螯合物越稳定。所形成的螯合物具有特征的颜色,难溶于水,易溶于有机溶剂。1.2分散悬浮作用螯合分散剂的分子在水中电离成阴离子后具有强烈的吸附性,对悬浮在水中的一些浆料、果胶质、低聚物、染料缔聚体、尘土等杂质的粒子具有强的吸附能力,使粒子表面带相同电荷,因而使粒子间相互静电排斥,避免了颗粒碰撞所产生的积聚,使颗粒成分散状态悬浮于水中。螯合分散剂的分子在水中能离解出H+,成为表面带负电荷的阴离子而与溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe2+等金属离子络合,形成稳定的络合物。以聚丙烯酸为代表的螯合分散剂,还具有分散悬浮作用,能对低聚物、染料缔合体、胶状物等起到强烈的分散作用,使其不产生凝聚,如吸附了螯合分散剂大分子的垢类颗粒产生空间位阻后,呈分散状态的垢类颗粒更不易产生碰撞凝聚,故易于洗涤或被水冲走;此外,螯合分散剂的分子,还可与金属离子螯合,形成立体结构的双环或多环螯合物,这些大分子络合物是疏松的,可以分散在水中或进入垢体中,使垢体变松而易去除。2实验部分2.1高效方案1:3,5.3,3,5.3纯棉坯布、NaOH、渗透剂JFC、精练剂、30%H2O2、Na2SiO3、高效精练剂、活性染料,NaCl,Na2CO3,皂洗剂。工业商品螯合分散剂:螯合分散剂1号、螯合分散剂2号。2.2主要设备YG026C型电子织物强力机、YHG400-BS红外干燥箱、思维士测色配色系统、万分之一电光分析天平、恒温振荡机2.3断裂强力的测定毛效:参见标准ZBW04.019-90;断裂强力:参照国家标准GB/T3917.2.3GB/T3923.1;织物白度:参照国家标准GB8425-87。2.4工艺2.4.1前处理流程(1)纯棉坯布→退浆→煮练→漂白→水洗→烘干(2)纯棉坯布→退煮漂一浴→水洗→烘干2.4.2染色过程中，纯白色半发染品染色：消毒食品、洗涤剂消毒干燥3结果与讨论3.1螯合分散剂的作用机理螯合分散剂对传统工艺中退浆、煮练效果的影响情况如表1所示。由表1实验结果表明:在传统前处理工艺中加入螯合分散剂后可使织物的毛效提高。因为在碱退浆时,碱虽然可以使浆料发生一定程度的溶胀,使其由凝胶状态转化为溶胶状态,降低对纤维的附着力,但浆料的分子结构并未发生改变,聚合度也没有降低,如果不立即去除,浆料会发生再沾染的现象,降低退浆率,产生浆斑。而螯合分散剂所具有的吸附功能,能对浆料低聚物、胶状体等起到强烈的分散作用,使其不凝聚,加上吸附了螯合分散剂大分子的浆料物质产生了空间位阻,呈分散状态的浆料更不易碰撞凝聚而易被水冲走,从而达到最佳的退浆效果,它还能吸附棉纤维上被分解后的杂质,并防止这种分解产物重新沉积在织物上,从而提高织物的渗透性。所以它的毛效因前处理时使用螯合分散剂而提高了。但是煮练时使用量不宜过多,煮练后织物必须充分水洗,否则有可能会产生沉淀而积聚在织物上,影响织物的手感。因螯合分散剂呈弱碱性,有助于提高煮练液的碱度,提高煮练的效果。3.2螯合分散剂对h2织物双氧氢氧漂的影响螯合分散剂对传统工艺中漂白效果的影响情况如表2所示。由表2可以看出,织物的白度、断裂强力均有不同程度的下降。通常H2O2是温和的氧化漂白剂,但Fe3+、Cu2+、Ca2+等金属离子的存在会使双氧水迅速分解,生成对漂白无效而对织物又有损伤的活化氧和过氧氢游离基(HO2·)。理论上在漂白液中加入螯合分散剂能吸附重金属离子和其它杂质,使H2O2稳定分解,但从实验结果上得出,螯合分散剂的加入反而加快了H2O2的分解。说明某些螯合分散剂对H2O2的稳定具有选择性,尤其当所选螯合分散剂的碱性过高时,对控制H2O2的分解更是无利的,甚至引起无效分解,生成过量的O2和过氧氢游离基(HO2·);而有的螯合剂又会提高漂液的碱度,导致H2O2剧烈分解,从而造成织物白度、断裂强力的下降。3.3无na2so3条件下织物的抗氧化性螯合分散剂对退煮漂一浴工艺效果的影响情况如表3所示。由表3可见:在工艺中添加了螯合分散剂后,织物白度、毛效、断裂强力都有所提高。高效短流程通常是采用退浆、煮练、漂白一浴一步法完成的,螯合分散剂具有的静电斥力、络合与分散作用,使它与前处理中分解出来的杂质、金属离子反应,有利于它们分散在工作液中,防止重新沾污,达到更好的退、煮、漂效果,而织物的白度和断裂强力并没有太大的变化,说明此时的螯合分散剂并没有加快H2O2的分解,而是起到了一定的稳定作用。由表3还可知:在无Na2SiO3的条件下,仅螯合分散剂的加入,亦可使织物的白度、断裂强力、毛效呈上升趋势,原因是螯合剂也能和重金属离子形成稳定的络合物,并能吸附有害的杂质,达到稳定的效果,其分散、静电斥力作用,减缓了稳定物沉淀的速度。强力、白度增大说明了无效分解减少了,也可能是螯合剂对HO·、HO2·自由基也有吸附的作用。因为螯合分散剂呈弱碱性,对pH也有缓冲的作用,但加多了反而会使pH值过大,从而使织物强力下降。而采用Na2SiO3作为氧漂稳定剂时,所形成的硅垢沉积在设备上,很难清除,但螯合分散剂不仅不会产生污垢而难除去,反而能起到除垢的功能。从而充分体现出使用螯合分散剂的优越性。3.4高效短流程染色螯合分散剂对染色工艺效果的影响情况如表4所示。由表4数据可以看出,采用传统前处理工艺处理的织物进行添加螯合分散剂的染色试验,添加后织物的K/S值明显增加。因为螯合剂所具有的分散、络合、静电斥力作用,能帮助染料溶解、提高其扩散速率,而使染料在更短的时间内充分、均匀地扩散、溶解在染液中,从而上染纤维。并且螯合剂可以络合染液中的一些金属离子和杂质,形成稳定的络合物,减少了染料的缔合,避免了色斑等疵点的产生,间接地起到匀染的效果。而对经过高效短流程处理后的织物进行染色处理,发现用螯合分散剂后K/S值有所下降,且随着螯合剂用量的增大,K/S值降低幅度增大。除螯合剂的弱碱性致使染料水解速度加快而引起K/S值降低以外,说明过量的添加螯合分散剂,将会引起染料在染浴中的聚集,最终导致染料在纤维上的结合率、固着率、上染率降低,所以K/S值亦会降低。3.5螯合分散剂的应用螯合分散剂对皂煮效果的影响情况如表5所示。螯合分散剂具有去除浮色的作用,这是因为螯合分散剂加入皂煮液后会对织物表面的浮色产生强烈的吸附,同时亦可与溶液中的金属离子或杂质形成立体结构的双环或多环螯合物,而这些大分子络合物大多呈疏松状态,使得浮色变松而易去除。此外,螯合分散剂的强络合作用,可使粘附于织物表面的浮色被螯合剂吸附而脱离织物进入溶液,也可借洗涤的机械作用力和螯合剂之间具有的静电作用而相互排斥,进而从织物上脱落下来,从而提高染色产品的各项牢度。为此,在染色和皂煮浴中添加螯合分散剂后,染色织物的K/S值均有明显降低。4螯合分散剂用量(1)在前处理工序中加入螯合分散剂,可提高织物的退浆效率和毛细管效应,但对织物的白度