新型涤纶高温高压染色助剂的制备及应用

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涤纶间歇式染色是指在弱酸性分散染料染液中采用高温高压法实现对涤纶织物的染色,在染色后,为了消除织物表面的染料浮色和残余寡聚物,往往需要通过还原洗涤来改善染色牢度。目前,在工业上主要采用的是碱性还原清洗法,以保险粉为主,保险粉价格便宜且清洗效果好,操作简单,但由于保险粉具有易燃、易爆、易分解的特性,很容易分解出SO2气体,对环境造成污染,并引起废水BOD值升高,提高了污水处理的难度。另外,由于涤纶织物染色需要弱酸性染浴,而保险粉则在碱性环境下才能发挥作用,因此在染色结束后需要排液,还原清洗后还要经过多次漂洗以及弱酸中和,处理工序复杂且耗水,所以需要寻找一种新型的清洗剂来替代保险粉。在分散染料酸性染色的背景下,本文设计了一款可以在酸性和中性环境中使用的涤纶染色清洗剂,该清洗剂的结构为新型磺酸盐型水溶性聚酯化合物,因为其结构单元与涤纶分子相似,因此对染料、纤维都有较强的亲和性,有助于涤纶织物表面浮色的去除,可以代替保险粉用于涤纶、涤棉织物的后水洗。该类助剂在应用时,织物在染色结束后无需排液,可以直接进入后水洗工艺,减少操作时间,节约生产费用。本文以对苯二甲酸二甲酯(DMT)、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠(SIPM)、乙二醇(EG)为原料,采用酯交换-缩聚反应制备低分子量水溶性聚酯目标产物:探索不同的制备方法和合成工艺条件,确定出最佳合成路线;根据原料投入摩尔比(SIPM:DMT)不同,分别合成8种不同亲疏水性质的低分子量水溶性聚酯产物,对这些产物进行核磁、红外、凝胶渗透色谱等结构表征,并测定产物的理化性能,如溶解性、熔点、热稳定性等;将合成产物溶于水配成一定浓度的助剂溶液,分别计算和测定了助剂的HLB值、表面张力、粒径大小与粒径分布、接触角以及起泡性与稳泡性等。结果证明,合成产物与目标产物分子结构基本一致,经磺化改性的聚酯熔点比普通聚酯熔点低,产物结构中SIPM含量越高,溶解性能越好;产物具有降低溶液表面张力的功能,润湿性能良好且低泡。将制备的低分子量水溶性聚酯产品用于涤纶染色,通过与空白组进行对照,该系列产物表现出了较强的染料分散能力,染料匀染、移染能力,染料低温上染能力,染料去浮色能力。研究结果表明:当低分子量水溶性聚酯中SIPM摩尔百分比浓度为30%时,采用3 g/L的产品可以促进分散染料的缓染和移染,样品布间的色差值从11.15降至1.95,在涤纶染色过程中可作为亲纤维匀染剂和移染剂使用;当SIPM摩尔百分比浓度大于40%时,有助于染料低温上染,具有一定的染料载体特性,可作为涤纶低温染色的助染剂;产品SIPM-30%还可用作酸性清洗剂有效提高织物的耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度,且产品清洗前后色光变化较小,可以成为还原清洗剂保险粉的替代品。优化的后水洗工艺为:浴比1:20,温度80℃,p H值弱酸性,时间20 min,不同色深涤纶布所需SIPM-30%用量有所不同,染色越深,SIPM-30%用量依次增加。
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