滌棉分散/活性一浴高效低泡防沾污凈洗劑的制備與應用

2022-12-09 11:26:36胡于慶吳晉川樊武厚廖正科

紡織科技進展 2022年11期

梁娟,胡于慶,吳晉川,樊武厚,廖正科,蒲實

(1.四川省紡織科學研究院有限公司高性能有機纖維四川省重點實驗室,四川成都 610083;2.四川益欣科技有限責任公司,四川廣漢 618300)

隨著紡織印染企業節能環保要求不斷提高,滌棉分散/活性二浴法由于工藝流程長,耗能、耗水量高,正逐步被一浴法取代,一浴法工藝改進與提升已迫在眉睫。一浴法節水、節能、環保,但分散染料與活性染料同浴加入,在凈洗工序中分散染料、活性染料對白底的沾色問題需要避免,否則會嚴重影響產品質量。所以在分散/活性染料一浴染色中選擇低能耗、低水耗、對環境污染小、洗滌效果好且具有良好的防白底沾色的凈洗劑就極其重要。目前國內織物凈洗劑大多采用表面活性劑的復配物來對染色織物進行凈洗處理,以去除織物上的浮色,達到提高織物色牢度的目的。這些表面活性劑大部分存在以下缺點:(1)含有對環境具有潛在危害的烷基酚聚氧乙烯醚(APEO);(2)含對環境不利特別是對水生物不利的磷酸酯;(3)不易生物降解。歐洲一些國家自1976年制定了法規限制生產和使用APEO,對紡織品和服裝上的APEO進行了嚴格的限定,要求不得超過30 pp m。同時隨著人們生活水平的不斷提高,對環境的保護意識也越來越強,不僅要求紡織品本身不含對環境及人體無害的物質,而且要求在紡織品的生產及消亡過程中均不含或不產生對環境及人體有害的物質,且在生產和消亡過程中的物質的生物降解性要好[1-4]。

活性染料染色后用的防沾污凈洗劑主要是去除未固著的染料和水解染料,因此防沾污凈洗劑必須具有滲透、吸附、分散、絡合和洗滌五大作用[5]。為此,設計并合成了一種V形聚二甲基硅氧鏈疏水鏈的聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯功能單體,含有多疏水鏈結構,并將該結構功能單體用于一種側鏈含聚醚硅結構的新型高分子多元酸共聚物的合成,復配后制得環保型無泡防沾污凈洗劑。該凈洗劑不含烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、鄰苯二甲酸酯和有機磷化合物等有害物質,是一種環境友好的印染助劑材料,有利于節水節能,降低對環境的污染。自制的高效低泡防沾污凈洗劑具有較強的耐電解能力,滲透和分散能力優越,應用結果表明其凈洗性能和防沾污性能優異,其處理后的染色織物具有較好的色牢度,具有十分廣闊的市場前景。

1 試驗部分

1.1 材料與儀器

織物:滌棉紗卡80/20(綿陽佳聯印染有限責任公司)。

試劑:自制V形聚二甲基硅氧烷聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯疏水功能單體,丙烯酸,衣康酸,丙烯酰胺,甲基丙烯酸磺酸鈉,馬來酸酐,乙烯吡咯烷酮,過硫酸銨(分析純,成都科龍試劑廠);分散染料和活性染料紅、蘭(上海安諾其集團股份有限公司);碳酸鈉,氫氧化鈉,硫酸鈉,元明粉(成都科龍試劑廠);防泳移劑(四川益欣科技有限責任公司)。

儀器:恒溫加熱磁力攪拌器;P-AO軋車;AS-24常溫振蕩染色機(佛山市亞力諾精密儀器機械制造有限公司);YB-200小樣蒸化機(紹興柯橋亞博紡織機械有限公司);MINITENTER連續式定型烘干機(廈門瑞比精密機械有限公司);摩擦色牢度儀(溫州市大榮紡織儀器公司);UV島津分光光度計(日本島津)。

1.2 高效低泡防沾污凈洗劑的制備

采用自制V形聚二甲基硅氧烷聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯疏水功能單體與丙烯酸、衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸磺酸鈉、馬來酸酐、乙烯吡咯烷酮共聚,得到側鏈含聚醚硅結構的新型高分子多元酸共聚物。然后將該多元酸共聚物與無磷耐堿螯合分散劑、表面活性劑等復配得到側鏈含聚醚硅結構的高效低泡防沾污凈洗劑[6]。

1.3 滌棉織物分散/活性一浴兩步法染色

采用滌棉分散/活性染料同浴染色、二步固色工藝,染色工藝流程如圖1所示。

圖1 滌棉分散/活性一浴法染色工藝流程

(1)染液配方

分散染料/(g·L-1) 60

活性染料/(g·L-1) 40

防泳移劑/(g·L-1) 10

(2)固色堿液配方

碳酸鈉/(g·L-1) 15~25

氫氧化鈉/(g·L-1) 3~5

元明粉/(g·L-1) 200~250

1.4 凈洗工藝

滌棉染色織物/g 4

凈洗劑/(g·L-1) 3

凈洗溫度/℃ 95

時間/min 5

浴比 1∶50

1.5 性能測試

1.5.1 起泡性和泡沫穩定性

用潤洗過的移液管移取25 mL試樣(5 g/L,25%固含量)于100 mL比色管中,蓋好塞子,用食指按住塞子,用力上下搖動比色管20次,產生泡沫后用尺子測量泡沫高度并記錄泡沫破滅時間。

1.5.2 凈洗性能

測試凈洗工藝處理后凈洗殘液吸光度值。

1.5.3 防沾污性能

凈洗工藝中白布沾色用GB 251—2008《紡織品色牢度試驗評定沾色用灰色樣卡》進行評級。

1.5.4 耐摩擦色牢度

按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》進行評定。

1.5.5 耐皂洗色牢度

按GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》進行測試和評定。

2 結果與討論

2.1 起泡性和泡沫穩定性

按1.5.1的測試方法測試自制高效低泡防沾污凈洗劑和市售凈洗劑的起泡性和泡沫穩定性,測試結果見表1。

表1 凈洗劑的起泡性和泡沫穩定性

如表1所示,自制高效低泡防沾污凈洗劑具有較低起泡性,同時泡沫相對容易消失,泡沫排液速度較快,使得泡沫更容易變薄和破滅,有利于后續印染加工,不會降低生產效率,有利于產品質量控制。

2.2 凈洗性能和防沾色性能

按照1.4凈洗工藝處理染色織物,測定凈洗殘液的吸光度值,結果如圖2所示。

圖2 不同凈洗劑凈洗處理后殘液吸光度值

如圖2和表2所示,自制高效低泡防沾污凈洗劑具有良好的凈洗性能和防沾污性能,白布沾色情況良好。這是由于自制凈洗劑具有降低工作液界面張力、有效滲入浮色和纖維之間,削弱浮色在纖維上的附著力,達到去除浮色的效果;同時有效分散浮色于工作液中,形成穩定的懸浮分散體系,通過凈洗劑的螯合作用達到防止染料對白底織物的沾色[7]。