專(zhuān)家為化纖染色企業(yè)支招解決染色難題

　　對(duì)話人：宋心遠(yuǎn) 東華大學(xué)教授

　　章杰 中國(guó)染料行業(yè)協(xié)會(huì)教授級(jí)高工

　　王明亮 達(dá)利(中國(guó))有限公司工業(yè)工程部副經(jīng)理

　　王明亮：我公司絲棉混紡紗線在進(jìn)行涂料染色過(guò)程中出現(xiàn)絲深棉淺的問(wèn)題，請(qǐng)問(wèn)該問(wèn)題的成因是什么，應(yīng)如何解決?

　　宋心遠(yuǎn)：絲棉織物在涂料染色過(guò)程中出現(xiàn)絲深棉淺的現(xiàn)象，主要是因?yàn)殡姾蓡?wèn)題沒(méi)有解決。因?yàn)橥苛先旧腿玖先旧牡娜旧珯C(jī)理不一樣，涂料與顏料是不一樣的，涂料在經(jīng)過(guò)合成、細(xì)化等過(guò)程中一定要加入分散劑或者活性劑，才能保證涂料顆粒不會(huì)在水中出現(xiàn)團(tuán)聚和沉淀現(xiàn)象。

　　由于涂料生產(chǎn)廠家不知道染整廠家需要什么樣的助劑，因此對(duì)影響涂料性能最關(guān)鍵的兩種因素——涂料顆粒的極性和電荷性的處理不夠好。據(jù)我了解，過(guò)去用于紡織涂料印花的涂料,為了保險(xiǎn)起見(jiàn)用的都是非離子型的分散劑，非離子型的分散劑可以保證涂料均勻分散不會(huì)發(fā)生沉降現(xiàn)象，但是在染色過(guò)程中，對(duì)不經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子改性紗線的著色影響非常大。其實(shí)，纖維在水中時(shí)其表面都會(huì)帶有電荷，絲和棉所帶的電荷是不一樣的。

　　另一個(gè)原因是絲和棉的結(jié)構(gòu)組成也大不一樣，絲的表面比較光滑平整，特別是脫膠以后的絲表面更加光滑;棉的表面則比較粗糙，有一些縱向的裂縫。

　　絲的顏色深主要是因?yàn)榻z是蛋白質(zhì)纖維，在pH值<4.5的溶劑里，絲的表面帶正電荷;pH值在4.5左右時(shí)不帶電;pH值>4.5時(shí)帶負(fù)電荷，這也是絲綢和羊毛為什么要在酸性條件下進(jìn)行染色的原因，由于在酸性條件下，絲和毛的氨基比較多，隨著pH值的上升，羧基會(huì)逐漸增多;當(dāng)pH值達(dá)到4.5左右時(shí)，氨基和羧基的數(shù)量基本相同，正電荷和負(fù)電荷中和，絲的表面就不再帶有電荷。現(xiàn)在的涂料顆粒在pH值<5時(shí)主要帶負(fù)電荷，隨著pH值的降低，負(fù)電荷會(huì)越來(lái)越多。可見(jiàn)在pH值<4.5時(shí)，絲的表面帶正電荷，涂料顆粒帶負(fù)電荷，正電荷與負(fù)電荷相互吸引結(jié)合，這就是絲染色較深的主要原因。

　　所以在絲和棉的涂料染色過(guò)程中，如果pH值偏酸性，那么絲吸引的涂料顆粒會(huì)更多，顏色也就更深，同時(shí)粘合劑對(duì)絲的粘合作用比對(duì)棉的要強(qiáng)，這就可以解釋在烘干以后絲的染色不僅深而且牢固。

　　雖然同為蛋白質(zhì)纖維，羊毛因?yàn)楸砻骥[片的影響，其染色就沒(méi)有絲的顏色深，也沒(méi)有絲的牢固。

　　因此想要實(shí)現(xiàn)將絲和棉的混合纖維均勻染色，必須對(duì)棉纖維進(jìn)行陽(yáng)離子改性，當(dāng)陽(yáng)離子改性劑的量較少時(shí)，絲的顏色會(huì)比較深，陽(yáng)離子改性劑的量提高到一定程度，絲和棉的染色效果逐步接近，最終會(huì)達(dá)到統(tǒng)一。由于絲也有很多和陽(yáng)離子改性劑反應(yīng)的基團(tuán)，但是絲的羥基數(shù)量要比棉少，少量的陽(yáng)離子改性劑會(huì)先和絲發(fā)生反應(yīng)，特別是在弱堿性條件下改性劑總是先和絲發(fā)生反應(yīng)，只有陽(yáng)離子改性劑的量比較高時(shí)才會(huì)和棉纖維反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)棉纖維的陽(yáng)離子改性處理。

　　由此可見(jiàn)，生產(chǎn)中一定要對(duì)棉纖維進(jìn)行陽(yáng)離子改性，讓棉纖維表面帶正電荷才能實(shí)現(xiàn)均勻染色。其實(shí)，現(xiàn)在陽(yáng)離子改性劑很多企業(yè)都在做，但是集中反映出的問(wèn)題是改性不夠充分，主要原因是陽(yáng)離子改性劑的分子量比較低，由于纖維表面原始的負(fù)電荷數(shù)量很少，改性劑對(duì)纖維的吸附能力很弱，因此還需要對(duì)纖維進(jìn)行低溫等離子體改性，通過(guò)低溫等離子體改性以后，纖維表面的負(fù)電荷會(huì)明顯增多，然后通過(guò)陽(yáng)離子改性劑進(jìn)行陽(yáng)離子改性，這樣實(shí)現(xiàn)的改性是永久的，在偏堿性的條件下進(jìn)行染色時(shí)，棉纖維的顏色就會(huì)明顯變深，由于改性后的結(jié)合力也變強(qiáng)，因此染色的色牢度在不用粘合劑的情況下也會(huì)提高半個(gè)等級(jí)。

　　我希望涂料生產(chǎn)廠家測(cè)試一下涂料顆粒的電位和涂料顆粒系數(shù)分布，現(xiàn)在最新生產(chǎn)的涂料顆粒系數(shù)分布主要集中在0.15微米左右，涂料的染色牢度很強(qiáng)。我們現(xiàn)在的涂料主要應(yīng)用在低檔、不鮮艷的織物上，未來(lái)涂料要向高檔、多組分、功能性的方向發(fā)展，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的顯著提高。

　　王明亮：等離子體處理受到真空、高壓等條件的制約。請(qǐng)問(wèn)等離子處理可以在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)嗎?

　　宋心遠(yuǎn)：等離子體有很多種，我所講的等離子是大氣常壓等離子體，嚴(yán)格講和物理學(xué)中的等離子體是不一樣的，物理學(xué)中的等離子產(chǎn)生條件可能需要真空或惰性氣體條件下才能產(chǎn)生。我講的大氣常壓等離子體可以在大氣場(chǎng)下將大氣離解，產(chǎn)生陽(yáng)離子、陰離子還有其他離子的粒子流。同時(shí)，在等離子體對(duì)纖維改性時(shí)要特別注意氧氣，因?yàn)闆](méi)有氧氣很難對(duì)纖維產(chǎn)生氧化改性。

　　王明亮：改性以后如何判斷纖維的改性是否充分?

　　宋心遠(yuǎn)：主要還是看纖維的特性，第一是纖維表面的親水性;第二是纖維表面的電子在高倍顯微鏡下的可視情況;第三測(cè)試?yán)w維的電位，帶什么電位，電位的高低，這個(gè)測(cè)試需要比較專(zhuān)業(yè)的設(shè)備，具體如何判斷陽(yáng)離子改性是否充分，需要專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)手段和儀器，我建議你們公司和專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)合作進(jìn)行。

　　王明亮：有些產(chǎn)品為什么會(huì)突然出現(xiàn)鎳超標(biāo)，該如何預(yù)防?

　　章杰：鎳是16種國(guó)際上禁用和限用的重金屬，在紡織品里偶爾會(huì)被發(fā)現(xiàn)超標(biāo)，因此鎳不是現(xiàn)在主要的控制對(duì)象。

　　鎳產(chǎn)生的原因兩個(gè)，第一是設(shè)備造成，尤其是不銹鋼設(shè)備會(huì)含有鎳，在使用過(guò)程中由于化學(xué)反應(yīng)，鎳會(huì)出現(xiàn)在紡織品中;第二鎳往往和其他重金屬混合在一起，如果早期染整環(huán)節(jié)反應(yīng)不夠充分，鎳也會(huì)流失到紡織品中去，所以當(dāng)產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)含鎳時(shí)，鎳的量一般很少。總的來(lái)說(shuō)，鎳的來(lái)源主要是不銹鋼設(shè)備和一些無(wú)機(jī)化合物的染料。

　　目前鎳的去除比較困難，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的鎳固定劑，但是鉻有專(zhuān)門(mén)去除鉻的鉻固定劑，這種情況出現(xiàn)的不是很多，你不妨拿鉻固定劑嘗試一下，如果可以實(shí)現(xiàn)絡(luò)合就可以解決鎳超標(biāo)的問(wèn)題。