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1、季铵型阳离子活性染料季铵型阳离子活性染料季铵型阳离子活性染料季铵型阳离子活性染料季铵型阳离子活性染料季铵型阳离子活性染料季铵型阳离子活性染料第42卷第1期旦专题综述染料与染色DYESTUFFSANDCOL00NVo1.42NQlFebmaw0o5季铵型阳离子活性染料肖刚(全国染料工业信息中心,沈阳110021)摘要:本文综述了季铵型阳离子活性染料的理论与实践.纤维素纤维在染浴中解离出羟基负离子,阳离子型活性染料在静电作用下吸附,提高了活性染料的亲和力和直接性,这种作用正是普通活性染料染色过程中无机盐所起的作用,因而阳离子型活性染料在染色中可大量减少甚至不
2、使用无机盐,并可以大幅度提高染料的固色率,降低印染成本,缩短和简化印染流程,大量降低染色废水的排出.阳离子型活性染料大致分为两类:一类是阳离子在活性染料分的母体上,另一类是阳离子在活性基上.染料中阳离子主要有芳胺类季铵盐和脂肪族季4i-4~合物:染料的的化学结构类型主要是偶氮类,蒽醌类和杂环类,其合成方法与普通活性染料大同小异.阳离子型活性染料是普通活性染料性能改进与提高的主要途径之一,有25篇参考文献.关键词:活性染料;季铵阳离子;染色:固色中图分类号:TQ610.1文献标识码:A文章编号:1672.1l79(2005)01.0010.5活性染料问世近
3、半个世纪.以其优异的湿处理牢度,鲜艳丰富的色谱和较低的生产成本得到迅猛发展.潘I生染料的分子通常设计成低亲和力f9.38kj/mol～l8.6kj/mo1)和低直接性的,一般说来分子较小,便于扩散和迁移,达到较好的匀染性lI-21.另一方面的问题越来越引起人们的广泛关注:活性染料的利用率较低,一般为50%～80%,染色过程中使用大量的无机盐,通常是染料使用量的lO～50倍(在浸染中为50～15og/1)和碱(8～2o~/1),使其染色过程复杂化,资源浪费,污染环境;增加了印染企业生产成本川.因此,染料『:作者正在不断地致力于改进和完善活性染料的应用性能.
4、最少量甚至不使用电解质而只使用少的碱,如碳酸钠,或完全不使用碱,用于活性染料的染色或印花.强碱会使染料水解而降低在纤维上的I削色.阳离子活性染料的出现,标志着活I生染料发展已经进人了全面解决这些问题的阶段II.1阳离子活性染料产生的理论与实践众所周知,纤维素纤维的6位上的羟基的pKa值在25℃时为l3,作为弱酸在起作用,因此纤维素纤维的葡萄+H20在pH在7～9的范同内,纤维素的负离子浓度与OH一比值基本上为3O,纤维素的负离子浓度随pH变化如下:使用阴离子染料染纤维材料,电解质盐类,尿素和碱是必不可少的,其目的是为了获得良好的迁移性,染料的?l0?吸附
5、量和I卦色率.在染色过程完成后.这些助剂不再有用,而且难于生物降解.纤维素纤维的表面呈阴离子状态,与染料的水溶性基团(阴离子)产生相斥作用,因此在染色过程中需要盐加速上染速度,并起到匀染作用氯化钠或硫酸钠也起到染浴的竭染剂作用I8l.pH对染料直接性的影响pH三堕篁【OH…l4oH—相对值(I’H=8J三磺酸染料[oH4oH—l相对H:8J[OH一】:纤宝1E上羟基的浓度;IOn—:染色溶液巾羟基的浓度染料的吲色率:￡=了S?IOH-]t?4DKc;由此可见,无机盐在较高pH值的条件下,会降低活性染料的}占1色率.电解质在含磺酸基的染料和纤维素之问产生一
6、个斥力,当pH升高,磺酸基的数量增加,其斥力增大,染料的直接性下降,同色率下降.这种静电斥力使染料与纤维之间的接近概率降低,同时也作用于已同色的染料和正在上染的染料分子之间,要提高染料的上染率,就必须使用高浓度的无机盐.无机盐的使用在染色的初始阶段是抑制染料的上染,后阶段是起促染作用19圳1l.研究结果表明:三嗪环上的氯原子在叔胺的催化下形成季胺,使活化中心的电子云密度大为降低,反应活性显着增强,可以与中性条件下的纤维素纤维发生取代反应,而减少碱的使用量.为了解决大量使用无机盐的问题,M.Hall,david,开发了一种阳离子助剂,这种季铵盐可使阴离子型
7、染料与纤维的亲和力增加,纤维素纤维无盐染色也有报导…1直接使用环氧丙基■甲基氯化物作为助剂而不使用盐.这种助剂可以替代盐,并能够实现染料对纤维的竭染和染色深度的要求,从而显着减少染料的使用量,染成品具有良好的色牢度.低温,低pH料与染色Vo1.42No.1肖刚季铵型阳离子活性染料值,较短的反应时问,染料直接完全上到纤维上,使染色纤维色泽一致和优良的色牢度,染色废水几近元色.这一化合物还有另一个特性,比传统的季铵盐更能增加染料的直接性,实现小浴比.将阳离子移植至潘l生染料的分子中,活性染料是否就会具有这样的性能呢?研究结果表明答案是肯定的ll2l.由于活性
8、染料的分子一般被设计成低直接性,当纤维素纤维用活性染料染色时,活性染料的分子不能
