more

仙桃市澳门足彩化工有限公司
地址:仙桃市黄金大道
总机:07283273478
传真:07283269313
邮编:433000
邮箱:xtxzj1963@126.com
网址:www.xtrtchem.com

染色助剂对分散染料高温分散稳定性的影响

生意社7月1日讯 

1. 材料和实验方法

  主要实验设备和仪器为723型分光光度计、RJ—180高温高压染色样机。

  1.1 染料和药品

  染料:分散红FB(C.I.Disperse Red 60),氯苯(化学纯)。

  非离子助剂:JEC、平平加O、NP—10(壬基苯酚聚氧乙烯醚.10)、NP-15(壬基苯酚聚氧乙烯醚-15)、聚醚PE-6400、聚醚Forgl SF、聚乙二醇600、聚乙二醇6000。

  阴离子助剂:AES(烷基聚氧乙烯硫酸钠)、LAS(十二烷基苯磺酸钠)、K-12(十二烷基硫酸钠)、木质素B、分散剂MF、Reax81A(高分子量木质素,低磺化度)、ReKx85A(低分子量木质素,高磺化度)。

  匀染剂:匀染剂A、匀染剂LB、匀染剂sL、匀染剂802、强力分散匀染剂(日本)。

  1.2 分散稳定性的测定

  (1)每次实验时,首先配制一定浓度的分散染料染液A

  (2)移取50 mL的染液A加入100 mL的容量瓶中,加入1 g/L的染色助剂,用缓冲溶液调节至刻度,摇匀,得到染液B。

  (3)将染液B倒人染色管中.置于高温高压染色机中,自50%起以2℃/rain的升温速率分别于100%和130℃下处理30 min,然后冷却至50℃左右取出染色管,冷却到室温。

  (4)将冷却后的处理液全部移人到分液漏斗中,加10 mL氯苯,关瓶静置2 h。然后从125 mL分液漏斗下端取出氯苯层,尔后用分光光度法测定溶剂层中分散染料的浓度C。

  (5)用C来表征分散染料在一定条件下的高温分散稳定性,C越小,说明高温分散稳定性越好。

2. 实验结果与讨论

  2.1 分散染料在水溶液中的分散状态

  商品分散染料中含有大量分散剂等助剂。分散剂的作用主要表现在:(1)使分散染料以细小晶粒分散在染液中形成稳定的悬浮体;(2)当在溶液中超过临界胶束浓度后,分散剂会形成微小的胶束将部分染料溶解在胶束中,此外有少数分散染料以分子形式溶解于染液中。染液中存在有被分散剂分散的染料晶粒、染料单分子以及胶束中的染料,这三者之间保持着动态平衡。与此同时,溶解状的染料和被分散剂分散的悬浮体还会发生染料晶体增长以及晶粒的聚集。晶粒增长后,分散染料的高温分散稳定性降低,从而导致染色疵病。加入合适的助剂可以防止或降低晶粒的增长和晶粒的聚集+提高染料的分散稳定性,有利于提高染色质量。

  当染色助剂加入到分散染料染浴中,助剂可能与染液中分散染料的三种状态中的一种或多种状态发生作用,包括:对分散染料晶粒的分散剂的影响;对染液中溶解状分散染料的分散作用;凝聚体结合染料的能力。同时,助荆中有的成分可能还对分散染料有一定的增溶能力。所以,染色助刺对分散染料分散稳定性的影响主要取决于其对分散染料三种状态的作用和其对分散染料增溶能力的综合结果。

  2.2 非离子助剂对分散染料分散稳定性的影响

  非离子助剂(浓度1 g/L)的影响见表1。表2为各种非离子助剂的浊点。

  非离子表面活性剂按亲水基分,有聚氧乙烯醚型(如JEC、平平加O、NP—15、NP—10)、多元醇型(如吐温—80)和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚型(如聚醚PE~400、聚醚Forgl SF),对分散染料有一定的亲和力,因而使其有分散性。但困这些结合较疏松设有阴离子表面活性剂的高温分散稳定性好。分散染料高温高压染色所用的分散匀染剂不仅要有很高的低温分散稳定性,更要很好拘高温分散稳定性和匀染性。

  从表1和表2中可以看出,随着非离子表面活性剂浊点的降低,分散染料的高温分散性急剧降低。

  JEC和聚醚Forgl SF的浊点都很低,分别为25%和35%,此时分散染料的高温分散稳定性很差。浊点越低,非离子表面活性剂对分散染料高温分散稳定性的影响受温度的影响越明显。温度从100℃升高到130℃时,JEC和聚醚Forgl SF的C分别从20.83和1 8、63增加到106.6和221.5(染料浓度为2 g/L)。这主要是由于非离子表面活性剂在超过其浊点的温度时将会失水,自身聚集在一起,从而失去分散能力使分散染料发生凝聚现象,并且非离子表面涟性剂的浊点越低,这种现象越加明显。聚醚Forgl SF分子中含有较多的氧丙烯链段,不仅浊点低,而且疏水性强,在高于其浊点的温度下其凝聚体结合染料的能力较强.这两种非离子表面活性剂可能还与分散剂肢束以及染料晶粒周围的分散剂作用.但是与分散剂胶束形成混合胶束和晶体表面增加助剂的浓度的能力不强。

  NP—10和NP—15在100℃对分散染料的稳定性影响结果相近,而在130℃时两者结果差异很大。这是由NP.15中氧乙烯链数目较多,亲水性强.浊点也高,有利于提高分散染料的高温分散稳定性。平平加O和吐温—80无论在100℃还是在130℃都对分散染料有较好的高温分散稳定性。原因是这两种非离子表面活性剂的浊点较高。同时可能还与其对分散染料的增溶作用有关。

  与聚醚Forgl SF相比.聚醚PE-6400对分散染料的稳定性影响较小。这可能是由于聚醚PE-6400分子中含有较多的氧乙烯链段,亲水性较强.浊点也高的缘故聚乙二醇分子中无疏水性长链,对分散染料高温分散稳定性影响较小,凝聚体吸附染料少。同时从表1中还可以看出在所加助剂浓度一定的情况下,分散染料的高温分散稳定性随着染料浓度的增加而下降。这是由于随着染料浓度的增加,分散稳定性越差,非离子表面活性剂失水后就越容易聚集。

  我们还可以从表1及表2中发现这样一个看似矛盾的现象:NP—l0虽然浊点不低(60℃),但是在不同温度下对分散染料的高温分散稳定性影响变化很大。这可从其分子结构上加以解释,NP—10在100℃时凝聚体结合染料能力较弱,与分散染料的结合力较强,但在130℃时其凝聚体结合染料的能力很强,因而分散染料的高温分散稳定性急尉降低。

  2.3 阴离子助剂对染料高沮分散稳定性的影响

  将阴离子助剂(浓度为1 g/L)加入染浴中时其对分散染料高温分散稳定性的影响结果见表3。

  本研究采用的分散剂有甲基萘甲醛缩合物磺酸盐(如分散剂MF)、木质素磺酸盐(如木质素B、Reax 85A,Reax 8lA)、低分子量的阴离子表面活性剂(AES、LAS、K—12)

  从表3可见,与非离子助剂相比,总的说来,阴离子助剂能提高分散染料的高温分散稳定性。分子量较大的分散剂比低分子量的阴离子表面活性剂对分散染料具有更强的高温分散稳定性。如上所述,分散剂MF为甲基萘甲醛缩合物磺酸盐,对分散染料只有靠范德华力作用,结合力较弱。其加人到分散染料染裕中时提高分散染料稳定性效果不理想;而木质素磺酸盐类分散剂分子中脒了含有酚羟基外,还含有醇羟基、甲氧基和羰基等,它们可与分散染料分子中的羟基、氨基等形成氢键,而且分子中的烃基可与分散染料的疏水基形成范得华力,同时还含有多个芳环,因而分散剂与分散染料之间的作用较强。

  在分散染料外层形成一层强的阴离子电荷层,使染料粒子在水中相互排斥,形成分散状态。在低分子的阴离子表面活性剂中,AES对分散染料具有较好的高温分散稳定性,原因是其分子中含有聚氧乙烯醚结构,同时还在分子末端含有磺酸基,即同时具备非离子和阴离子表面活性剂的特征。由聚氧乙烯醚链中醚键与分散染料的氨基、羟基等基团形成氢键,由分子中的烃基与分散染料的疏水基形成范德华力,与此同时又在分散染料分子外层形成一层强的阴离子电荷层,与分散染料的结合力更强,体系更稳定.因而对分散染料具有较高的高温分散稳定性

  而LAs和K—12分子中没有与分散染料发生氢键的结构,所以对分散染料的高温分散稳定性较弱。

  2.4 匀染剂对分散染料分散稳定性的影响

  将匀染剂(浓度为1g/ L)加入到染裕中时,其对分散染料分散稳定性的影响见表4。

  这些匀染剂都由各种不同组分复配而成,所起作用是这些组分共同作用的结果。从表4中可见,各种匀染剂对分散染料的高温分散稳定性均较好,其中以国产高温匀染剂SL最好。

3. 结论

  3.1 非离子助剂对分散染料高温分散稳定性的影响与其对分散染料在染液中的三种状态的作用有关,同时还与非离子表面活性剂的浊点和结构有关。助剂对分散染料的增溶作用也是一个重要的因素,非离子助剂会降低分散染料的高温分散稳定性。平平加O和吐温—80无论在100℃还是在130℃都对分散染料有较好的高温分散稳定性。

  3.2 与非离子助剂相比,阴离子助剂能提高分散染料的高温分散稳定性,分子量较大的分散剂比低分子量的阴离子表面活性剂对分散染料具有更强的高温分散稳定性,如AES。

  3.3 所采用的各种匀染剂的高温分散稳定性均较好,其中国产高温匀染剂SL最好。