錦綸酸性染料染色過(guò)程中pH值的控制

    錦綸纖維采用酸性染料染色時(shí)，由于其端基(氨基)含量少、纖維飽和值低，特別是在拼色時(shí)兩種染料的相互競(jìng)?cè)?，易產(chǎn)生色差、色花。染浴pH值是影響錦綸染色勻染性的關(guān)鍵因素之一。常用的控制染浴pH值方法有3種：①保持相當(dāng)高的酸度。此法最簡(jiǎn)單最直接，應(yīng)用于勻染性酸性染料染色。②將pH值控制在很小的變動(dòng)范圍內(nèi)。此法需要更好了解其內(nèi)在因素，不僅包括決定pH值的因素而且包括使其穩(wěn)定的因素。備用染液的pH值可能不同或隨溫度升高發(fā)生漂移，就必須有一個(gè)緩沖系統(tǒng)來(lái)消除或減少外部的影響。這種系統(tǒng)通?；趦煞N試劑，即弱酸及其與強(qiáng)堿形成的鹽，如醋酸一醋酸鈉或磷酸一磷酸鈉。當(dāng)pH值為7附近時(shí)最為有效，在pH值為6以下或pH值為8以上則不適合做緩沖劑。③染色過(guò)程中染浴逐漸向酸性滑動(dòng)。此法尤其適用于非勻染性酸性染料的錦綸染色，主要依靠染色過(guò)程中溫度升高，化合物分解生成酸性化合物使pH值降低，較為典型的是銨鹽(如硫酸鹽、醋酸鹽等)，最常用的是硫酸鹽，它是由強(qiáng)酸和弱堿形成的鹽。在沸點(diǎn)下，硫酸銨逐漸分解生成氨和硫酸，隨著氨的溢出，強(qiáng)酸使得溶液pH降低。一種新替代的方法通過(guò)有機(jī)酯在一定過(guò)程中水解生成醇，可使pH值向酸性滑移。
   本文研究了錦綸酸性染料染色過(guò)程中的幾種pH值控制系統(tǒng)，對(duì)染色性能和pH值控制能力做了對(duì)比，對(duì)染色結(jié)果進(jìn)行了討論。
1.實(shí)驗(yàn)
   1．1實(shí)驗(yàn)材料、藥品、儀器
   材料：錦綸尼絲紡(商品)。
   藥品：(NH4)2S0(AS)(分析純)，(NH)H2PO(SDA)(分析純)，有機(jī)酯6BL(化學(xué)純)，有機(jī)酯EL(化學(xué)純)，釋酸劑(DAIO0)，冰醋酸(分析純)，PAM勻染劑，PM固色劑，尼龍山染料均為工業(yè)品。

上，處于錦綸的等電點(diǎn)附近；隨著兩種有機(jī)酯的濃度增加到2％(V／V)，GBL和EL的pH值可分別降到4．48和4．3O，低于錦綸的等電點(diǎn)，其釋酸能力接近于釋酸劑DAIO0[一種有機(jī)酸和酯的混和物，同樣的升溫條件下0．5％(V／V)的pH值可降到4．01]。

2．2幾種釋酸劑和冰醋酸對(duì)錦綸酸性染料的染色性能比較
   染色時(shí)，人們希望既能在較短的時(shí)間內(nèi)完成上染過(guò)程和充分利用染料，又能把紡織品染得勻透而不引起紡織物的變形或損傷。但兩者往往是有矛盾的，為了在這兩方面都獲得滿意的結(jié)果，就必須很好地控制上染過(guò)程的pH值和采用適當(dāng)?shù)娜旧椒ā?br />

表3是染料尼龍山藍(lán)和尼龍山紅采用不同釋酸劑對(duì)錦綸織物進(jìn)行染色時(shí)，染浴pH值隨溫度和時(shí)問(wèn)的變化情況。
   由表3可以看出，用AS、SDA、GBL、EL、DA100染色時(shí)，As和SDA的釋酸性能很差，兩種染料染色時(shí)的pH值分別從8．50降到了7．5左右和8．2左右。這是因?yàn)檎麄€(gè)染色過(guò)程是在一個(gè)密閉的容器中進(jìn)行，對(duì)無(wú)機(jī)釋酸劑來(lái)說(shuō)，水解出的氫氧化銨在密閉的染色容器中不能放出氨氣，染浴的pH值不能降低，且SDA染浴pH值(8．20～8．25)比AS染浴中的DH值(7．5左右)更高。而GBL、EL、AD三者都是有機(jī)酯類，在升溫的染色過(guò)程中，酯類能很好地水解，可以很好地發(fā)揮各自的性能，GBL和EL最終pH值能降到5．0左右，而DA100pH值降到4．0左右，pH滑移性能較好。但和空白試樣(不加染料)比較，最終pH值略有變化，酯類pH值略有上升，DA1O0的pH值略有下降。
   圖1、圖2是錦綸專用酸性染料尼龍山紅和尼龍山藍(lán)采用3g／L的AS、SDA，0．5％(v／V)的GBL、EL、DAIO0及0．5g／L冰醋酸按1．2．1的染色工藝對(duì)錦綸織物進(jìn)行染色時(shí)，不同溫度、時(shí)間的上染率曲線。圖3、圖4是兩種染料在不同釋酸劑條件下染色后的∥的變化曲線。

由圖1、圖2可知，染色前5Omin(溫度80℃)冰醋酸染浴的上染百分率比各種釋酸劑染浴的上染百分率高出訐多；AS和FDSDA無(wú)機(jī)釋酸劑初始上染速率不高，且最終的平衡上染百分率也很低，因?yàn)樯鲜鰺o(wú)機(jī)釋酸劑在密閉環(huán)境中，未起到酸性滑移作用，整個(gè)染色過(guò)程中pH值始終保持在7以上，即一直在錦綸的等電點(diǎn)以上，錦綸等電點(diǎn)以上-NH3+數(shù)量少．吸附染料陰離子D?也少．得色量也不高，所以平衡上染百分率也較低；GBL、EL、DA100這3中釋酸劑的上染百分率初始時(shí)較低，而在染色結(jié)束時(shí)較高。相同的變化趨勢(shì)也表現(xiàn)在圖3、圖4所示的K／S值(織物的表觀得色量)的變化上。由此可見(jiàn)，用有機(jī)釋酸劑作為酸性染料對(duì)錦綸染色時(shí)的pH值控制體系可以得到相當(dāng)高的上染量和滿意的勻染性。
   2．3移染性

表4是弱酸性染料尼龍山紅和尼龍山藍(lán)在有機(jī)酯類釋酸劑和傳統(tǒng)冰醋酸作用下的移染性。
   由表4可知，傳統(tǒng)的冰醋酸染浴染色時(shí)的移染性較差，移染性僅為3～4級(jí)，移染指數(shù)為75％左右，而采用釋酸劑染浴染色的移染性普遍很好，不但目測(cè)級(jí)數(shù)能達(dá)到5級(jí)，移染指數(shù)也能達(dá)到100％左右。冰醋酸之所以移染性差是因?yàn)槌跏既驹H值就很低(錦綸的等電點(diǎn)以下)，染料上染到纖維上，與纖維發(fā)生離子鍵結(jié)合的那部分染料很難從纖維上解吸下來(lái)，所以移染性較差。而As和SDA染浴染色過(guò)程中，pH值都保持在7以上，高于錦綸的等電點(diǎn)，染料與纖維以范德華力、氫鍵等分子間引力結(jié)合，在染色的高溫條件下，染料分子運(yùn)動(dòng)加快，染料與纖維的結(jié)合易被破壞，使染料解吸下來(lái)發(fā)生移染，所以它們的移染性能很好。對(duì)于GBL、EL、DA100染浴，在染色過(guò)程中，染浴的pH值從8．0以上慢慢滑移到5．0以下，染料在等電點(diǎn)以上時(shí)，易解吸，當(dāng)pH值降到錦綸的等電點(diǎn)以下時(shí)，解吸下來(lái)的染料，又重新上染到染料分布少的地方，所以它們的移染性也很好。
   綜上所述，傳統(tǒng)的冰醋酸染浴染色的勻染性比較差，即使延長(zhǎng)保溫時(shí)間也不一定能很好地改善其勻染性能。采用無(wú)機(jī)釋酸劑雖然能有較好的勻染性，但得色量不深。只有采用有機(jī)釋酸劑染浴染色，既能達(dá)到較好的勻染性能，又能有滿意的得色量。
   2．4染色牢度

表5所示的是不同有機(jī)釋酸劑染浴染色時(shí)染色牢度的測(cè)試結(jié)果。
   由表5可以看出，采用有機(jī)酯類釋酸劑染浴染色和傳統(tǒng)的冰醋酸染浴染色，對(duì)錦綸弱酸性染料染色的染色性能大體一致，結(jié)果表明不同的pH值控制系統(tǒng)對(duì)織物染色牢度沒(méi)有什么差別。
3 結(jié)論
   (i)可水解有機(jī)酯(GB和EL)與無(wú)機(jī)釋酸劑(AS和sDA)相比而言，可以得到更寬的PH值滑移范圍。
   (2)在染色的初始階段，用可水解有機(jī)酯的染浴上染速率相當(dāng)?shù)?，而由于較高的染浴初始pH值和較低的最終pH值使得上染量相當(dāng)高。
   (3)傳統(tǒng)的冰醋酸染浴染色的勻染性比較差，即使延長(zhǎng)保溫時(shí)間也不一定能很好地改善其勻染性能。采用無(wú)機(jī)釋酸劑雖然能有較好的勻染性，但得色量不深。只有采用有機(jī)釋酸劑染浴染色，既能達(dá)到較好的勻染性能，又能有滿意的得色量。
   (4)使用不同pH控制系統(tǒng)染色，不會(huì)改變錦綸的染色牢度。