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染料用新型分散剂的初步研究

时间:2011-02-17来源:未知 作者:chem 点击:
染料用新型分散剂的初步研究 作者:于松华,吴爱莲 浙江纺织服装学院 0、前言 分散剂是在染料加工中以及染料染色中使染料扩散在溶液中的助剂,主要用于分散染料、还原染料、颜料等水不溶性的物质,对于水溶性染料也有一定助溶及防止凝聚的作用。 国内外目前染

 染料用新型分散剂的初步研究

 

作者:于松华,吴爱莲   浙江纺织服装学院

 

0、前言

     分散剂是在染料加工中以及染料染色中使染料扩散在溶液中的助剂,主要用于分散染料、还原染料、颜料等水不溶性的物质,对于水溶性染料也有一定助溶及防止凝聚的作用。
 

     国内外目前染料用的分散剂多以阴离子型表面活性剂为主,以木质素磺酸盐类、亚甲基萘磺酸类、酚醛缩合物磺酸盐类居多,非离子型表面活性剂也有一定应用。

 

   我国是分散染料生产、出口、使用的大国,在分散染料的生产加工过程中分散剂应用量十分巨大,长时期来一直大量使用以木质素类为主的染料分散剂,这类传统的染料分散剂存在着填加量大、耐热性差异较大、沾色性参差不齐、耐无机盐稳定性较低、染色时易发生泳移现象等弊病,因此国内许多研究单位正致力于新型分散剂的研制、开发,但在染料生产加工中已能实际应用的新型分散剂报道很少,这方面的科研工作仍属于技术含量较高的前沿开发领域。

 

    国外在这方面的科研工作也相当活跃,并有新型分散剂的许多实际应用成果,如新型分散剂应用于液体分散染料的制造、应用于涤纶超细纤维的染色等,但涉及新型分散剂的化学结构、化学组成等方面却鲜有报道。

  
     本课题旨在过去科研成果的基础上,将相关的新型表面活性剂用于新型分散剂的研制、开发,并期望所研制的新型分散剂能应用于国内水不溶性染料的后加工生产及染色过程当中,以逐渐提高分散剂在分散染料等水不溶性染料中的扩散效能,逐渐减少分散剂在染料生产加工中的填加量、从而有利于改善分散染料染色时易发生的“泳移”弊病并可降低染色后分散剂向周围环境的排放量,以不断促进我国染料生产加工的技术创新能力,促进商品染料的更新换代,为国产染料的生产、应用不断提升社会效益和经济效益。
     本课题以分散染料作为开发研究对象。

 

1、新型分散剂组分的选择

    分散剂一般是指在染料加工过程中帮助染料粒子进一步粉碎并能稳定悬浮分散在溶液中的助剂,它对于加工或使用分散染料、还原染料、颜料等水不溶性的物质尤其重要。染料加工用分散剂(也称扩散剂)是染料商品化加工过程中的主要助剂,许多分散剂除具有分散作用外,还兼有润湿、稀释、匀染以及为了调整染料强度作为填加剂等作用。分散剂基本上都是各种类型的表面活性剂,所以分散剂也具备表面活性剂的一切特性。按照表面活性剂的分类方法,分散剂也可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型等。

 

   目前染料生产加工和印染加工用的分散剂多以阴离子型表面活性剂为主,并以木质素类、亚甲基萘磺酸类、酚醛缩合物磺酸盐类居多。为了调整染料的加工性能和应用性能,在染料配方中常加入不同种类的分散剂,以寻求不同种类表面活性剂之间的协同效应,由于不同种类的分散剂之间能够相互取长补短,往往会产生比使用单一助剂更好的效果。

 

   本课题以阴离子——非离子型复合分散剂作为研究开发方向,经筛选试验主要选择了目前较为新型的三类表面活性剂作为复合分散剂的主要组分。

 (1)高级脂肪醇系阴离子型表面活性剂产品

 外观:半透明流体;
有效成分(%):50±2;
PH值:6~7;
水溶性:完全互溶。
(2)高级脂肪酸系阴离子型表面活性剂产品
外观:浅黄色半透明流体;
有效成分(%):60±2;
PH值:6~7;
水溶性:完全互溶。
(3)高级脂肪醇系非离子型表面活性剂产品
外观:片状颗粒;
有效成分(%):>95;
PH值:6~7;
水溶性:良好。

 

 2原染料液状分散样品的制备

 2.1原料与设备

 2.1.1原染料

     原染料是经有机合成反应而得到的纯染料,再添加各种辅助助剂并经一系列后处理加工而制得商品染料,是商品染料的主要成分。本实验所采用的两种颜色的原染料由浙江龙盛集团染料研究中心提供。
(1)分散蓝183
又名分散蓝SE-2R、分散蓝M-2R等。
分子式:C19H19BrN603。
相对分子质量:459.2。
结构式:
 
(2)分散黄54
又名分散黄E-3G、分散蓝3GE等。
分子式:C18HllN03。
相对分子质量:289.3。
结构式:

 

 2.1.2主要设备

 IKA AI 1.5分析用研磨机,KF3102电子天平,各种烧杯、容量瓶等。

 

 2.2原染料的液状分散

 2.2.1分散方法

       在研磨杯中称取原染料12g,将已预先混匀的几种分散剂2.5—3g(按含固量100%计)加入研磨杯中,再加入软化水补足总水量约15g,用小搅拌棒将杯内物料混合均匀后,将研磨杯与剪切分散机密封连接,开启剪切分散机实施液状分散染料的剪切分散,每次运转15s后间歇2min再重新启动剪切分散机,如此反复操作6次,剪切分散过程结束,得到30g分散染料液状样品,含固量约50%。

 

 2.2.2新型分散剂选择及复合配比试验

    采取上述试验方法对分散蓝183原染料进行了6次分散试验,新型分散剂品种选择及复合配比试验情况见表I。
表1分散剂品种选择及复合配比试验

注: (1)A为高级脂肪醇系阴离子型表面活性剂;
B为高级脂肪酸系阴离子型表面活性剂;
C为高级脂肪醇系非离子型表面活性剂;
D为聚醚类非离子型表面活性剂。

 
(2)分散稳定性:取分散后样品分别配制成5%、0.5%、0.05%、0.005%的水溶液后目测观察。
根据上述分散过程和分散试验效果并考虑其它综合因素,确定A、B、c三种表面活性剂作为复合分散剂的主要组分以进一步开发实验。

 

 2.2.3进一步复合配比试验

  在基本确定三种分散剂类型的基础上,对A、B、c三种表面活性剂复合配比作适当调整后,用于分散蓝183、分散黄54两种颜色的原染料作进一步分散试验,试验情况见表2。
 表2两种颜色原染料分散试验

注: (1)样品183—07、54—01的分散稳定性同183—06。

 

 (2)染料相对强度:按色深、色光比对法测定。
      通过上述试验,基本确定了本三元复合分散剂的三种分散剂类型、品种及它们的较佳复合配比:A:50%,B:30%,C:20%;分散剂用量占原染料用量的20~25%较为适宜。
    传统的分散染料中分散剂占原染料的用量多在50~80%之间,两厢比较,本课题研制样品中的分散剂占原染料用量比商品染料减少约一半。

 (责任编辑:admin)

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