重点纺织染料使用中的注意问题 14.5.22
重点纺织染料使用中的注意问题
纤维素纤维和聚酯纤维是当今乃至今后最重要的纺织纤维，目前世界纤维素纤维的年产量约2200万吨，其中棉约1950万吨、粘胶纤维在250万吨左右，合计占世界纺织纤维的43%~44%；世界聚酯纤维的年产量超过2000万吨，约占世界纺织纤维的40%~41%。这两类主要的纺织纤维已占到全世界纺织纤维的85%左右，今后将以年3%的速度继续增长。目前我国的棉年产量约480万吨，聚酯纤维的年产量已接近800万吨，两者也占到我国纺织纤维的85%左右。可见发展和用好这两类纺织纤维用染料是何等的重要，其最主要的染料是活性染料和分散染料，其次还有还原染料等。
一、活性染料是纤维素纤维用染料的发展和使用重点
活性染料由于其用母体染料、连结基和活性基组成，使其在使用时能与纤维形成牢固的共价键结合，而具备一系列其它纤维素纤维用染料无法比拟的特点，确立了其作为纤维素纤维用染料的发展和使用重点的地位，突出地表现在下列四个方面：
1、活性染料是取代禁用染料和其它类型纤维素纤维用染料如硫化染料、冰染染料和还原染料等的最佳选择之一；
2、活性染料能用经济的染色工艺和简单的染色操作获得高水平的各项坚牢性能特别是湿牢度；
3、活性染料的色谱广、色泽鲜艳、性能优异、适用性强，其色相和性能基本上与市场对纤维和衣料的要求相适应；
4、活性染料适于新纤维素纤维产品如Lyocell纤维等印染的需要。
但是活性染料的历史毕竟不长，总共47年，在纤维素纤维用染料中是最短的，因此无论在结构设计、光谱性能、牢度性能、应用性能以及制造中对环境和生态的影响在人们研究和使用过程中不断被发现，目前这类染料存在的主要技术问题有下列四个：
1、利用率不够高，一般在60%~70%，产生大量有色污水，其色度超过几千倍，COD值一般在0.8万~3万ppm，浓废水的COD值要超过5万ppm；
2、为了抑制纤维表面的负电荷，活性染料使用时需耗用相当量的电价质，既增加了劳动强度，又造成废水中的氯离子浓度高达10多万ppm，大大地增加了治理活性染料染色废水的难度；
3、某些色牢度不能满足市场要求，如汗日光牢度、湿摩擦牢度以及偶氮型红色染料与偶氮型蓝色染料在浅色时的日晒牢度等；
4、能取代硫化染料和还原染料等的深色品种较少。
正是活性染料发展中存在的这些问题成了现代活性染料发展的强大动力。目前解决活性染料存在的技术问题的途径，主要是提高其吸着率和固着率，最有效的方法是在活性染料分子中引入两个异种或同种的活性基，特别是前者即引入两个异种活性基——一氯均三嗪基和乙烯砚基。对于用这两个异种活性基和合适的母体染料与连结基组成的新型活性染料来说，除了具有各个组成活性基的特性如低的酸性水介率，高的酸性水介断键稳定性、优良的可洗涤性、好的各项牢度和较小的吸着率与固着率之差外，还具有两个不同活性基之间的加和增效作用而产生的新特性，如更好的耐酸性水介和过氧化物洗涤的能力、更高的固着率、更宽的染色温度范围、更好的染色重现性以及适于中温染色、低温染色、短时染色、高RFT染色等，因此这类活性染料的产量已占到全部染色用活性染料的三分之
二，整个世界约3~4万吨/年，已成为棉织物轧染与浸染的主体染料。然而这类染料在使用中需要注意以下几点：
1、基本三原色的选择是重要的，要充分考虑到它们的溶介性、直接性、扩散性、相容性，在染色条件正常波动下的感受性，固着行动和可洗涤性等，以保证染料的直接性和扩散性之间的平衡能很快地达到，染料的直接性、扩散性、固着行为和可洗涤性得到合理平衡，对织物能很好地渗透和匀染，而未固着染料与水介染料能容易地洗除。
2、染浅中色泽时特别是浅色，由于偶氮型红色染料和偶氮型蓝色染料的日晒牢度较差，满足不了市场要求，需要慎重的选择。至于采用日晒牢度增进剂需要通过实验，一般说采用紫外线吸收剂来改进活性染料日晒牢度的方法效果不明显。
3、染深浓色泽时不少品种的湿摩擦牢度较差，满足不了市场要求，需要慎重的使用。改进活性染色物湿摩擦牢度的关键在于棉材质的基本可染性，即棉纤维的表面构造、表面组织、平滑性、粗硬度等，它们与原棉和棉纱的质量以及棉纤维的前处理等直接有关，然而活性染料的结构特性也有一定的影响，选择得好的话能使湿摩擦牢度提高0.5~约1级的水平，理想的活性染料应该是具有优异的提升性、高的染料与纤维的反应性及价键稳定性、优良的可洗涤性等特性。
4、对于市场上提出的纺织品复合坚牢度的要求如汗日光牢度、碱性湿态日光褪色牢度、含有过氧化物的碱性湿态日光褪色牢度等，该类活性染料还存在一定的问题，需要通过实验进行选择，其实这些问题也是当今含有异种双活性基染料研究和开发的重点之一。
5、活性染料的质量要求需视应用方法与对象而异，如对轧染用活性染料而言，牢度方面要求光牢度，湿牢度、价键稳定性，树脂整理牢度、可拔牢度等，染色性能方面要求染色条件下的溶介度、染浴稳定性（30分、40分、60分）、可洗涤性、相容性（浸轧1次和5次，浅、中、深等三色试验）、遮盖性、固着速度等。对浸染用活性染料而言，牢度方面要求同上，染色性能方面还要求染色条件（pH、浴比、用盐量等）对染料固着的影响等。
二、还原染料仍占纤维素纤维用染料的一席之地
还原染料由于合成复杂、技术要求高、三废严重，曾有一段时间被视作为需要淘汰的一类染料，但它们所具有的下列显著特点：
1、色泽以中间色占多数，而且基本上是单一组份，因此染色重现性良好，特别是绿色、橄榄绿色、肉色、棕色和灰色等；
2、超群的耐氯牢度、洗牢度、光牢度、湿光牢度、汗日光牢度和其它复合牢度；
3、对印染织物后加工如一般树脂加工，形状记忆加工、形态稳定加工、防臭加工和抗菌加工等具有很好的耐性，变色极小。
4、适于棉混纺织物的一浴同色染色；
5、使用时纤维的吸着性极高，染料的利用率出众，废水中的COD负荷较低，而且氧化后容易成为不溶性沉淀除去；
6、某些品种具有特殊的光谱特性，如吸收红外线等。
这类染料目前还无法用其它染料来完全取代，因此近年它们的产量比较稳定，世界市场上的消耗价值在纤维素纤维用染料中列第三位，表明它们是一类高品质的染料，能用来制造高附加价值、功能性的纺织制品，这类染料在使用时需要注意下列几点：
1、目前市场上供应的还原染料有超微剂型或Colloisol剂型、超细粉剂型和细粉剂型等。从连续轧蒸工艺的要求出发，应当选用超微剂型，它们适于悬浮体轧染；若从浸染工艺来考虑，三种剂型虽然都能用，但匀染的效果以超微剂型最好。
2、还原染料不溶于水，它不能被染着，将它还原成隐色体酸时溶于水，同样不能被染着，只有成为隐色体盐才能溶于水而被染着，最后用氧化剂重新氧化成原来的不溶性染料，洗涤干燥处理后染色完成。由于还原染料的还原电位比较高，一般在-800mV~-900mV，因此用氢氧化钠和保险粉还原时氢氧化钠用量对控制还原电位和稳定染色是很重要的。
3、在浸染时各个还原染料有其最合适的染色方法，通常分为N法、W法和K法即高温法、中温法和低温法，也称甲、乙、丙法，它们的染色温度、氢氧化钠用量和盐添加量等都是不同的，表现在它们的隐色体盐聚集度以及隐色体盐的染着性和扩散性都不同，而会影响到染色时的匀染性。
4、用还原染料染色棉织物后必须进行充分皂煮，这除了除去未固着氧化体染料和其它化学物质外，还为了能促进染料的结晶化，使其配列方向发生变化，由原来与纤维素纤维键平行配列变成垂直配列，恢复到原来的色调，使用的皂煮剂通常为阴离子系表面活性剂，选择的皂煮温度与还原染料的结构有关，对于受影响较大的还原染料必须控制在90℃~100℃皂煮10~15分钟如还原紫2R和还原橄榄绿B等。
5、用还原染料染色时开始阶段的瞬染性即染着速度非常快是造成不匀染的主要原因，可以采用升温染色法即在低温时分批添加化学药剂，很好控制还原速率，然后再升温的方法或使用对还原染料亲和型的缓染剂如PelegalP等控制染料和纤维间亲和力的方法或采用高温（>70℃）染色，提高还原染料隐色体监的移染性的方法或采用超微剂型还原染料使其具有最合适的还原速率以获得匀染的方法。
三、分散染料是聚酯纤维及其混纺织物印染的专用染料
分散染料的发展史从聚酯纤维问世算起也不过60年，但它已成为纺织染料中最大的一类染料，目前世界年产量已占到全部染料产量的40%，我国已超过25万吨。今后随着聚酯纤维特别是涤纶超细纤维的进一步发展，国内外市场对分散染料的需求量将有增无减。
在我国分散染料取得迅速发展的同时，应当清醒地看到我国分散染料的质量还处于不很稳定的状态，从历年国家监督抽查的结果中可见质量合格率还在波动，有时波幅还不小，具体表现为：
1、商品化质量差，如粒径大，粒径的分布范围宽、粒子形状不规则，晶型不清楚、分散稳定性差，特别是好些品种的高温分散稳定性满足不了需要等，再加上我国极大多数分散染料生产企业均采用同一种生产模式，同一种助剂，同一种加工方式又同样用于不同的领域，使我国分散染料与国外同类产品相比在分散性、高温分散稳定性和上染率等等存在着较大的差距，而且我国分散染料实际生产中的稳定性随着原料的质量、控制的水平和管理的状况等因素波动更大，因此在相同条件下我国分散染料的实际水平与国外同类产品先进水平相比差距明显，以致我国分散染料在染色过程中的损失情况比国外同类产品严重，一般情况下损失率在10~30%，严重时高达50%。
2、染料纯度不高、含有的杂质多
分散染料商品的质量与原染料质量特别是纯度和含有的杂质成分有关。目前我国出口的分散染料无论是滤并还是成品的质量都较好，但国内市场上分散染料中副染料、杂质、盐份和重金属等的含量就比较高，而且组成复杂，熔点也较低，在相同条件下势必影响染料的上染率、色光和相关牢度，目前市场上反映较多的问题有对其它纤维的沾污比较严重，不少品种的升华牢度、热迁移牢度和湿摩擦牢度等满足不了需要等。
3、分散染料的过敏性和致癌性问题没有引起足够的重视目前分散染料生产企业和应用企业对禁用会裂介释放出24种致癌芳香胺的分散染料已有一定的认识，但在实际贯彻执行上还有很大差距，如用对氨基偶氮苯作重氮组成的分散黄RGFL还在生产和使用；作为禁用染料中一项重要内容的过敏性分散染料在我国还大量生产和使用，其中有C.I.分散黄3、C.I.分散橙13、C.I.分散橙76、C.I.分散红1以及与此相关的分散蓝EX-SF300%和分散黑EX-SF 300%等；还有在分散染料商品化过程中使用的分散剂和其它添加剂也缺乏关于毒理学和生态学指标的严格控制等。
在我国分散染料存在的众多问题中最主要的是商品化质量，它也说明尽管我国分散染料的产量已高居世界首位，但在制造技术、商品化技术、绿色水平和精细化水平等方面跟世界先进水平还有一定的差距，目前针对这些问题，正在组织多方面的力量进行攻关。当然如何使用好现有的分散染料也是一个重要的内容，至少有下列几点应该在分散染料使用中值得注意的：
1、分散染料的过敏性和致癌性必须引起高度的重视迄今我国还有8个过敏性分散染料和1个致癌分散染料在市场上流通，虽然已有取代产品，但由于价格上的问题，推广应用不快，应该说价格上的差距只是暂时的，使用企业不要再冒这种险，不仅要禁用有害的分散染料，还要注意分散染料商品中使用的分散剂等添加剂的毒害性。
2、分散染料的类别和品种很多，我国目前已有高能型、中能型、低能型，含羧酸酯基的P型，快速染色型和荧光型等，品种超过120个，商品剂有颗粒状，粉状和液状等，染料强度也有100%、150%、200%、300%等，它们都有适用的对象和工艺选用时必须搞清楚，要改变，必须通过实验，否则不仅影响印染织物的质量，而且会造成严重的环境污染，例如涤丝纺主要采用高温高压工艺染色，一般应选用中温型或低温型分散染料在130℃左右染色，近年随着市场对染色物日晒牢度和耐升华牢度要求的不断提高，印染厂选用高温型分散染料来染色，然而高温型分散染料在130℃染色时扩散不够充分、上染率不高、染色物摩擦牢度也差，若提高染色温度不仅对染色设备提出了更高要求，而且染料的分散稳定性降低。为了能在不升高染色温度条件下使用高温型分散染料，可采用添加助剂如高温匀染剂SL、促染剂SA、促染剂SAM、分散剂AES等的方法来解决，如采用这种技术可使分散深蓝H-GL在130℃染色的上染率达到80~95%；又例如莱卡交织布料、氨纶交织布料等的染色，为了保证它们的弹性不受影响，应选用中温型分散染料或速染型分散染料在120℃染色为妥；再例如我国生产的分散大红H-BGL的上染率只有55%，比Clariant公司的Foron Scarlet S-BWFL要低30%左右，究其原因是因为两者的化学结构不同，因此我国的染料在染色后染浴脚水深、染色物摩擦牢度差。若改用分散大红G-S，上染率可达85%，再拼少量分散黄棕H-2RL和分散红玉H-2GFL或其它品种进行色光调整就可解决问题。
3、由于分散染料的商品化质量对其使用关系很大，因此对分散染料的质量要求是必须严格控制好细度（浸染用粒径小于1微米、轧染-热熔工艺用粒径为1~2微米）、粒子均匀性（浸染用要求粒径在1徽米以下的粒子占95%以上）、晶型、分散稳定性与高温分散稳定性以及它们的相容性、PH稳定性、遮盖性、升华性、脱色性和可洗涤性等，还有各项牢度性能。除了上述三类染料外，直接染料、酸性染料和阳离子染料也是目前常用的棉用染料、毛与聚酰纤维用染料和聚丙烯腈纤维用染料，把它们选好、用好，不仅能提高这些染料的使用价值，而且可大大地增加被染织物的附加价值。
