【集萃網(wǎng)觀(guān)察】純化的分散染料的飽和溶解度即使在高溫也是相當(dāng)?shù)偷。?5℃測(cè)得的40余種分散染料的溶解度僅在0.1m~/l到32m/1的范圍。當(dāng)加入分散勻染劑后,它在水中的飽和溶解度會(huì)急劇增加近年來(lái),國(guó)外出現(xiàn)了一系列的分散勻染劑,如Tohosalt uf-350,Sun Salt 700、Sun salt RZ-8F等。這類(lèi)分散勻染劑的主要成分是分子量較大的非離子表面活性劑混合物,并加入一定的陰離子表面活性劑,它們可以防止染料的凝聚,提高染色時(shí)分散性和勻染性。最引人注目的一些新型勻染劑是在高溫下也可以提高染色性能,LevegalMHT(Mobay)、Palegal SF(ASF),F(xiàn)anapal WHL(Tanatex)等。應(yīng)用研究表明,這種分散勻染劑既能促進(jìn)染料的移染,又提高了染料的上染速率,并可以用于快速染色。但是迄今,這些助劑在染色過(guò)程中作用機(jī)理的系統(tǒng)研究尚未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。
筆者利用了薄膜滲透平衡法,研究了新型助劑Polegal SF及Dilation EN、Toho Salt uF-350和載體B(Palanil Carder B)對(duì)分散染料的增溶效應(yīng)。大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明了不同結(jié)構(gòu)的分散勻染劑對(duì)染料增溶是不同的,其結(jié)構(gòu)決定了其增溶機(jī)理的不同。從而為研究sF等助劑對(duì)分散染料增溶效應(yīng)與實(shí)際上染性能關(guān)系提供了可靠的依據(jù)。該方法優(yōu)于以往研究分散染料溶解性的壓力過(guò)濾法。
1實(shí)驗(yàn)
1.1材料與儀器
染料:Foron Brill Red E-RLN。
助劑:Palegal SF(BASF),Dilatin EN(Sandoz),Palanil Carrier B,Toho Salt uF.350。
材料:聚丙烯薄膜(33,mn厚)(天津十七塑料廠(chǎng))。
試劑:二甲基甲酰胺(DMF)(分析純),丙酮(分析純)。
儀器:香港立信高溫染色機(jī),UW-VIS-NIR分光光度計(jì)。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
首先將聚丙烯膜焊成小袋,其內(nèi)分別注入四種不同的分散勻染劑溶液(2g/L)和空白液(蒸餾水)封口后放人一定濃度的染浴中,當(dāng)膜內(nèi)外染料濃度達(dá)平衡后,取出小袋,用冷丙酮洗去殘留于外壁的染料,稱(chēng)重(V1)。再用冷DMF洗小袋內(nèi)的染料至容量瓶?jī)?nèi),稀釋至一定體積(v)的比色液待測(cè),并稱(chēng)干燥后的小袋重(V2)。測(cè)定溫度為100℃、110℃、120℃、130℃和135℃。
1.3實(shí)驗(yàn)原理
基于薄膜滲透平衡原理。在染浴內(nèi)的薄膜小袋內(nèi)外存在著染料濃度的梯度,袋外染料溶液的化學(xué)位高于袋內(nèi)的,形成溶解的染料向袋內(nèi)滲透的壓力,直到在袋內(nèi)外染料溶液的化學(xué)位相等,染料的擴(kuò)散達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,此時(shí),測(cè)定袋內(nèi)染料的溶解度來(lái)比較助劑的增溶作用。測(cè)試儀器為UV-VIS-NIR分光光度計(jì)。
2結(jié)果與討論
各種助劑對(duì)分散染料Fomn Brill Red E.RLN溶解度影響的測(cè)試結(jié)果列于下表:
由溶解度~溫度(S~T)關(guān)系圖中可見(jiàn),各種助劑對(duì)分散染料有顯著的增溶效應(yīng),它們能使染料溶解度增加幾倍S~T關(guān)系曲線(xiàn)中除uF-350外,基本為指數(shù)形式,不同組成結(jié)構(gòu)的助劑對(duì)染料的增溶效應(yīng)不同。
在滌綸染色中為獲得泡沫少,溶解度好,并且分散性和移染性有良好平衡關(guān)系的勻染劑,大多數(shù)是非離子和陰離子表面活性劑等的混合物。本實(shí)驗(yàn)所選用的勻染劑EN,uF-350,SF均屬此類(lèi)。非離子表面活性劑對(duì)分散染料具有較強(qiáng)的增溶能力,這是由于非離子表面活性劑都具有較低的CIVIC值。陰離子表面活性劑具有促進(jìn)染料遷移,提高勻染的滲透性及提高濁點(diǎn)的能力。所以非離子表面活性劑的比例越高時(shí),分散染料的溶解度越大。圖中的溶解度曲線(xiàn)的大小順序證實(shí)了這一點(diǎn)。
不同分散勻染劑對(duì)染料的增溶作用是受溫度影響的。隨著溫度的升高,染料的溶解度都有很大的提高,這是由于分散勻染劑中具有聚氧乙烯基的非離子表面活性劑,溫度增高時(shí),聚氧乙烯基的水化作
用減小,膠團(tuán)較易形成。特別是溫度升至接近表面活性劑的濁點(diǎn)時(shí),膠團(tuán)聚集數(shù)劇增,所以對(duì)染料增溶能力升高。令人注目的是脂肪型分散勻染劑的溶解度曲線(xiàn)存在一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),即SF助劑的溶解度曲線(xiàn)在小于110℃時(shí)的增溶不顯著,大于110℃后,增溶量顯著增加。由此可見(jiàn)sF不適用于低溫條件染色而是一種高溫條件的勻染劑。載體B也顯示出類(lèi)同的現(xiàn)象。
3結(jié)論
3.1用薄膜滲透平衡法研究助劑對(duì)分散染料的增溶效應(yīng),所得結(jié)果與壓力過(guò)濾法測(cè)得的結(jié)果接近剖。該方法為研究不同助劑在染色條件下的增溶效應(yīng)及對(duì)染色性能的影響提供了簡(jiǎn)便,易于操作的有效方法。
3.2分散染料的溶解度是影響上染性能和染色質(zhì)量的重要參數(shù)。表面活性劑類(lèi)勻染劑具有增溶、分散作用,這種作用將受勻染劑的組成結(jié)構(gòu)和體系的溫度控制,并對(duì)染色過(guò)程中的染料遷移和勻染的滲透性有所促進(jìn)。
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