纖維和纖維的活性染料進展與展望

纖維和纖維的活性染料進展與展望

活性染色的發(fā)明是染色史上的一個創(chuàng)新，它為纖維和蛋白質(zhì)纖維的染色產(chǎn)生了創(chuàng)造性的影響。活性染料能夠與棉、粘膠、莫代爾、Lyocell、羊毛和其它動物纖維,以及蠶絲等,形成強共價鍵,并且活性染料色譜齊全,色彩鮮艷明亮,染色產(chǎn)品具有高的耐洗、耐日曬和耐摩擦色牢度,目前已成為棉和其它纖維素纖維最重要的一類染料。自從推出了能與纖維發(fā)生取代和加成反應(yīng)的活性染料之后,在染料的化學(xué)性能方面已經(jīng)有了許多重要的改進。在這兩種主要的活性染料類型中,逐漸開發(fā)出了單活性基、同/異雙活性基和多活性基活性染料。此外,還開發(fā)了多種能與纖維素和/或蛋白質(zhì)纖維發(fā)生共價反應(yīng)的活性基團。增加染料分子中的反應(yīng)性基團數(shù)目,可以提升染料在纖維上的固色率。從染色經(jīng)濟性、對環(huán)境污染和可持續(xù)性等方面來看,理想的染料固色率當(dāng)然應(yīng)為100%,但對于單官能基的活性染料,固色率往往只有60%左右。染料制造商常常通過增加反應(yīng)性基團的數(shù)量,以及優(yōu)化染色工藝,以期顯著提高固色率,使固色率達到90%～95%。然而,增加反應(yīng)性基團的數(shù)量的同時也會提高染料的成本。在過去的十年,活性染料的價格面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。受石油輸出國家政治不確定性的影響,石油、化學(xué)原料和中間體價格不斷提升,使得活性染料的成本壓力進一步增加。眾所周知,采用活性染料染纖維素纖維時存在如下缺點:·活性染料在水中會水解,導(dǎo)致染料利用不完全;·在竭染和軋-蒸工藝中使用大量的電解質(zhì);·水洗去除水解和未固色染料的過程耗水耗能,且工藝繁復(fù)冗長;·由于水解染料水溶性好,采用現(xiàn)行的廢水處理設(shè)備難于去除,因此染色和水洗后水解的活性染料作為有色污水被排放;·最后,許多活性染料不易于生物降解,鹵代雜環(huán)類活性染料還會造成染廠廢水AOX提高。活性染料生產(chǎn)商為克服和減小上述弊病作出了很大努力,主要目標(biāo)就是提高染料固色率,減少電解質(zhì)用量,在較低溫度下染色,提高去除水解染料和未反應(yīng)染料的水洗效率,同時通過提高染色設(shè)備的設(shè)計和性能來加以配合。總的策略是提供高性能、高固色率的活性染料,以及經(jīng)濟的、生態(tài)友好的工藝技術(shù)。亨斯邁紡織染化推出了含多個活性基的AviteraSE系列染料,用于纖維素纖維竭染工藝。該染料由于節(jié)水節(jié)能,保護環(huán)境,因此被譽為是染色技術(shù)上的一個飛躍。該染料可以與亨斯邁和杰能科公司合作開發(fā)的GentlePowerBleach生物酶漂白系統(tǒng)組合使用。棉織物在65℃、中性pH值條件下漂白后,在中溫下進行超短時間的AviteraSE活性染料染色,染畢,用亨斯曼公司的高性能水洗助劑ErioponLT水洗后處理。整個工藝流程為低溫低耗處理系統(tǒng),溫度不超過65℃。AviteraSE系列活性染料由3個染料組成,分別為Avitera黃SE(CI活性黃217),Avitera紅SE(CI活性紅286)和Avitera深藍SE(CI活性藍281)。Avitera黃SE是一個非光致變色的金黃色染料,Avitera紅SE為鮮艷的帶藍光的紅色染料,Avitera深藍SE為帶綠光的深藍色染料,它們在纖維素纖維上具有優(yōu)良的提升性(見圖1)。AviteraSE是多活性基的活性染料,適用于中深色染色。該三原色染料色譜廣,與其它染料組合還可將色域延伸至淺色和極深色。染料具有高的水溶性,可確保超短的染色和水洗工藝,并且高的上染率和固色率,顯著減輕了水洗負荷。AviteraSE染料具有以下優(yōu)點:大幅度減少水耗;節(jié)約能源和其它天然資源;減少二氧化碳的排放,確保清潔生產(chǎn);縮短加工時間。表1給出了新穎的AviteraSE高活性染色系統(tǒng)與其它染色工藝的一個比較。由表1可見,新的染色系統(tǒng)在碳足跡方面有了顯著的提高,這些優(yōu)點帶來了可觀的成本節(jié)省,證明了染料化學(xué)的創(chuàng)新可獲得更具可持續(xù)性而又更經(jīng)濟環(huán)保的染色方法。與傳統(tǒng)的6個以上的皂洗/水洗浴比較,ErioponLT染色水洗后處理只需3道水洗,且無需溢流水洗,即可獲得高的耐洗色牢度。亨斯邁紡織染化的ErioponLT是一只非離子/弱陽離子的助劑,適用于硬水,在活性染料水洗過程中耐堿和耐電解質(zhì)。使用ErioponLT可大大縮短了水洗工藝,節(jié)省時間、水和能源,同時防止水解染料的返沾。德司達公司的Levafix深藍CA是一只新型的高牢度活性染料,系專為中淺色設(shè)計,當(dāng)要求較經(jīng)濟的高耐日曬牢度藍色時,可以與RemazolRGB和RemazolUltraRGB組合使用。Levafix深藍CA曝置于臭氧和氮氣中具有高的色牢度,并且在NIKEPLF(ISO105-B07)測試中,具有優(yōu)良的耐汗光牢度。Levafix深藍CA可滿足兩方面的要求。首先,有越來越多的零售商和消費者提出了對牢度性能,生態(tài)/毒性問題和對環(huán)境可持續(xù)性的影響等方面的要求;第二,越來越大的成本壓力。Levafix深藍CA為染色工作者提供了高的日曬牢度和可控的染色性能。Levafix深藍CA適用于各種染色工藝,可用于竭染、冷軋堆和大多數(shù)連續(xù)工藝。該染料具有均衡的移染性能,優(yōu)異的重現(xiàn)性和勻染性,以及高的固色率和良好的凈洗性能。染色后的水洗工藝可以采用德司達公司新開發(fā)的SeraEcoWash水洗工藝,利用SeraFastC-RD助劑,在60℃即可加速水解活性染料的去除。該水洗工藝節(jié)水節(jié)能,加工時間短,可促進生產(chǎn)效率和環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展?？迫R恩公司最近推出了四個新的Drimaren活性染料,為Drimaren深藍HF-CD,Drimaren藍K-RB,Drimaren金黃HF-CD和Drimaren紅CL-4B。Drimaren深藍HF-CD是中深色DrimarenHF-CD三原色中的一個組分,其專門為冷軋堆、連續(xù)染色工藝而開發(fā),也可用于竭染工藝。Drimaren深藍HF-CD集良好的日曬牢度、耐氯牢度和耐過氧化物牢度于一體,對大氣污染物質(zhì)也有很高的穩(wěn)定性。Drimaren藍K-RB為鮮艷的藍色染料,能與Drimaren紅K-4BL或Drimaren紫K-2RL拼色,染出鮮艷的皇家藍/紫的色澤。Drimaren深藍HF-CD、Drimaren藍K-RB和Drimaren紅CL-4B,能與所有的DrimarenHF/HF-CD染料拼色,染色可采用冷軋堆、連續(xù)和竭染工藝。Drimaren紅CL4B系高濃縮的鮮艷紅色染料,可與Drimaren黃CL-2R、Drimaren海藍HF-CD和Drimaren深藍HF-CD染料組合,作為低成本的三原色染料。在DrimarenHF-CD活性染料系列中,Drimaren金黃HF-CD是主要的三原色組分。該高濃縮的染料整體色牢度優(yōu)異,適用于從淺到濃所有的色調(diào),在半連續(xù)、連續(xù)和竭染染色工藝中都有良好的染色性能。對于染色工作者而言,采用活性染料染中淺色的橄欖綠、灰色、紅棕色、黃褐色和米色是最為困難的顏色。普通三原色染料,由于存在染料相容性問題,對染色參數(shù)的敏感性以及三原色中黃色組分的光致變色,會產(chǎn)生一系列染色問題。為了克服這些問題,永光(Everlight)化學(xué)品工業(yè)公司(臺灣)推出了關(guān)鍵色彩解決方案——EverzolCS活性染料。這些染料是經(jīng)專門篩選的活性染料,在竭染工藝中具有優(yōu)異的染料配伍性。由Everzol黃CS、Everzol紅棕CS、Everzol橄欖綠CS、和Everzol灰CS組成的EverzolCS系列染料具有杰出的勻染性能。EverzolCS可應(yīng)用于織物和紗線的竭染工藝,也可用在冷軋堆、Emoistfix和連續(xù)染色工藝。該四只EverzolCS活性染料表現(xiàn)出更好的日曬和耐氯水色牢度,具有良好的染色性能和實驗室-生產(chǎn)的重現(xiàn)性,以及一次準(zhǔn)染色。在數(shù)碼噴墨印花方面,紡織用活性數(shù)碼油墨正在不斷取得進展。Jaysynth近期為中速和高速工業(yè)化印花機推出了中高黏度的活性油墨,高黏度油墨主要用于家用紡織品,具有鮮艷的色譜和良好流動性能,這對于高速印花機是關(guān)鍵。這些高品質(zhì)油墨同時還具有快干性。永光化學(xué)品工業(yè)公司最新推出了EverjetRT-ES活性油墨,設(shè)計應(yīng)用于配置EpsonDX5和DX6噴頭的中速噴墨印花機上。EverjetRT-ES系列油墨由10個顏色組成,色譜齊全,油墨可用于印制纖維素、絲綢和羊毛織物。Stork印花公司推出了用于天然纖維的Nebula