纤维和纤维的活性染料进展与展望

纤维和纤维的活性染料进展与展望

活性染色的发明是染色史上的一个创新，它为纤维和蛋白质纤维的染色产生了创造性的影响。活性染料能够与棉、粘胶、莫代尔、Lyocell、羊毛和其它动物纤维,以及蚕丝等,形成强共价键,并且活性染料色谱齐全,色彩鲜艳明亮,染色产品具有高的耐洗、耐日晒和耐摩擦色牢度,目前已成为棉和其它纤维素纤维最重要的一类染料。自从推出了能与纤维发生取代和加成反应的活性染料之后,在染料的化学性能方面已经有了许多重要的改进。在这两种主要的活性染料类型中,逐渐开发出了单活性基、同/异双活性基和多活性基活性染料。此外,还开发了多种能与纤维素和/或蛋白质纤维发生共价反应的活性基团。增加染料分子中的反应性基团数目,可以提升染料在纤维上的固色率。从染色经济性、对环境污染和可持续性等方面来看,理想的染料固色率当然应为100%,但对于单官能基的活性染料,固色率往往只有60%左右。染料制造商常常通过增加反应性基团的数量,以及优化染色工艺,以期显著提高固色率,使固色率达到90%～95%。然而,增加反应性基团的数量的同时也会提高染料的成本。在过去的十年,活性染料的价格面临着严峻的挑战。受石油输出国家政治不确定性的影响,石油、化学原料和中间体价格不断提升,使得活性染料的成本压力进一步增加。众所周知,采用活性染料染纤维素纤维时存在如下缺点:·活性染料在水中会水解,导致染料利用不完全;·在竭染和轧-蒸工艺中使用大量的电解质;·水洗去除水解和未固色染料的过程耗水耗能,且工艺繁复冗长;·由于水解染料水溶性好,采用现行的废水处理设备难于去除,因此染色和水洗后水解的活性染料作为有色污水被排放;·最后,许多活性染料不易于生物降解,卤代杂环类活性染料还会造成染厂废水AOX提高。活性染料生产商为克服和减小上述弊病作出了很大努力,主要目标就是提高染料固色率,减少电解质用量,在较低温度下染色,提高去除水解染料和未反应染料的水洗效率,同时通过提高染色设备的设计和性能来加以配合。总的策略是提供高性能、高固色率的活性染料,以及经济的、生态友好的工艺技术。亨斯迈纺织染化推出了含多个活性基的AviteraSE系列染料,用于纤维素纤维竭染工艺。该染料由于节水节能,保护环境,因此被誉为是染色技术上的一个飞跃。该染料可以与亨斯迈和杰能科公司合作开发的GentlePowerBleach生物酶漂白系统组合使用。棉织物在65℃、中性pH值条件下漂白后,在中温下进行超短时间的AviteraSE活性染料染色,染毕,用亨斯曼公司的高性能水洗助剂ErioponLT水洗后处理。整个工艺流程为低温低耗处理系统,温度不超过65℃。AviteraSE系列活性染料由3个染料组成,分别为Avitera黄SE(CI活性黄217),Avitera红SE(CI活性红286)和Avitera深蓝SE(CI活性蓝281)。Avitera黄SE是一个非光致变色的金黄色染料,Avitera红SE为鲜艳的带蓝光的红色染料,Avitera深蓝SE为带绿光的深蓝色染料,它们在纤维素纤维上具有优良的提升性(见图1)。AviteraSE是多活性基的活性染料,适用于中深色染色。该三原色染料色谱广,与其它染料组合还可将色域延伸至浅色和极深色。染料具有高的水溶性,可确保超短的染色和水洗工艺,并且高的上染率和固色率,显著减轻了水洗负荷。AviteraSE染料具有以下优点:大幅度减少水耗;节约能源和其它天然资源;减少二氧化碳的排放,确保清洁生产;缩短加工时间。表1给出了新颖的AviteraSE高活性染色系统与其它染色工艺的一个比较。由表1可见,新的染色系统在碳足迹方面有了显著的提高,这些优点带来了可观的成本节省,证明了染料化学的创新可获得更具可持续性而又更经济环保的染色方法。与传统的6个以上的皂洗/水洗浴比较,ErioponLT染色水洗后处理只需3道水洗,且无需溢流水洗,即可获得高的耐洗色牢度。亨斯迈纺织染化的ErioponLT是一只非离子/弱阳离子的助剂,适用于硬水,在活性染料水洗过程中耐碱和耐电解质。使用ErioponLT可大大缩短了水洗工艺,节省时间、水和能源,同时防止水解染料的返沾。德司达公司的Levafix深蓝CA是一只新型的高牢度活性染料,系专为中浅色设计,当要求较经济的高耐日晒牢度蓝色时,可以与RemazolRGB和RemazolUltraRGB组合使用。Levafix深蓝CA曝置于臭氧和氮气中具有高的色牢度,并且在NIKEPLF(ISO105-B07)测试中,具有优良的耐汗光牢度。Levafix深蓝CA可满足两方面的要求。首先,有越来越多的零售商和消费者提出了对牢度性能,生态/毒性问题和对环境可持续性的影响等方面的要求;第二,越来越大的成本压力。Levafix深蓝CA为染色工作者提供了高的日晒牢度和可控的染色性能。Levafix深蓝CA适用于各种染色工艺,可用于竭染、冷轧堆和大多数连续工艺。该染料具有均衡的移染性能,优异的重现性和匀染性,以及高的固色率和良好的净洗性能。染色后的水洗工艺可以采用德司达公司新开发的SeraEcoWash水洗工艺,利用SeraFastC-RD助剂,在60℃即可加速水解活性染料的去除。该水洗工艺节水节能,加工时间短,可促进生产效率和环境的可持续性发展。科莱恩公司最近推出了四个新的Drimaren活性染料,为Drimaren深蓝HF-CD,Drimaren蓝K-RB,Drimaren金黄HF-CD和Drimaren红CL-4B。Drimaren深蓝HF-CD是中深色DrimarenHF-CD三原色中的一个组分,其专门为冷轧堆、连续染色工艺而开发,也可用于竭染工艺。Drimaren深蓝HF-CD集良好的日晒牢度、耐氯牢度和耐过氧化物牢度于一体,对大气污染物质也有很高的稳定性。Drimaren蓝K-RB为鲜艳的蓝色染料,能与Drimaren红K-4BL或Drimaren紫K-2RL拼色,染出鲜艳的皇家蓝/紫的色泽。Drimaren深蓝HF-CD、Drimaren蓝K-RB和Drimaren红CL-4B,能与所有的DrimarenHF/HF-CD染料拼色,染色可采用冷轧堆、连续和竭染工艺。Drimaren红CL4B系高浓缩的鲜艳红色染料,可与Drimaren黄CL-2R、Drimaren海蓝HF-CD和Drimaren深蓝HF-CD染料组合,作为低成本的三原色染料。在DrimarenHF-CD活性染料系列中,Drimaren金黄HF-CD是主要的三原色组分。该高浓缩的染料整体色牢度优异,适用于从浅到浓所有的色调,在半连续、连续和竭染染色工艺中都有良好的染色性能。对于染色工作者而言,采用活性染料染中浅色的橄榄绿、灰色、红棕色、黄褐色和米色是最为困难的颜色。普通三原色染料,由于存在染料相容性问题,对染色参数的敏感性以及三原色中黄色组分的光致变色,会产生一系列染色问题。为了克服这些问题,永光(Everlight)化学品工业公司(台湾)推出了关键色彩解决方案——EverzolCS活性染料。这些染料是经专门筛选的活性染料,在竭染工艺中具有优异的染料配伍性。由Everzol黄CS、Everzol红棕CS、Everzol橄榄绿CS、和Everzol灰CS组成的EverzolCS系列染料具有杰出的匀染性能。EverzolCS可应用于织物和纱线的竭染工艺,也可用在冷轧堆、Emoistfix和连续染色工艺。该四只EverzolCS活性染料表现出更好的日晒和耐氯水色牢度,具有良好的染色性能和实验室-生产的重现性,以及一次准染色。在数码喷墨印花方面,纺织用活性数码油墨正在不断取得进展。Jaysynth近期为中速和高速工业化印花机推出了中高黏度的活性油墨,高黏度油墨主要用于家用纺织品,具有鲜艳的色谱和良好流动性能,这对于高速印花机是关键。这些高品质油墨同时还具有快干性。永光化学品工业公司最新推出了EverjetRT-ES活性油墨,设计应用于配置EpsonDX5和DX6喷头的中速喷墨印花机上。EverjetRT-ES系列油墨由10个颜色组成,色谱齐全,油墨可用于印制纤维素、丝绸和羊毛织物。Stork印花公司推出了用于天然纤维的Nebula