耐氯牢度增进剂DP-CL的研制应用及检测

唐增荣    上海市印染技术研究所

原载: 上海印染新技术交流研讨会论文集（2009年度）；253-256

稿件来源：sh9-253

 

【摘要】纺织品的耐氯色牢度问题已越来越为大家重视。本文剖析了活性染料遇氯变褪色的成因和机

理,从而研制了耐氯牢度增进剂DP-CL,经试用后效果明显,并选择了合理的检测方法。

【关键词】遇氯变褪色；活性染料，耐氯牢度增进剂

 

前言

活性染料自1956年工业化生产以来至今有半个多世纪，它色谱齐全，色泽鲜艳，性能优异，应用工艺较简单，并且可与多种纤维（纤维素纤维，蛋白质纤维，聚酰胺纤维等等）形成共价键结合，深受大家喜爱。另外近年来随着常用染料（直接染料，还原染料，酸性染料，媒染染料等等）的某些色谱染料存在环境污染和安全等问题，被禁用或限用，活性染料成为主要的代用染料，因此活性染料用量不断增大。至今世界年产量为25万吨，约占染料总量的25%。我国的活性染料年产量为2005年16万吨，2006年17.4万吨，占总产量的25%，可见活性染料用量之大。然而活性染料的耐氯色牢度问题一直是大家所关注的。

近年来纺织品对耐氯色牢度提出了更广泛的需求，不仅游泳运动员使用的泳装、泳裤、浴巾、沙滩巾以及游泳池内的布艺制品需要一定的耐氯牢度，而且餐饮人员的工作服，病人的衣裤，医卫人员的衣帽等等需要定期进行消毒处理（一般用有效氯进行消毒）的服饰，也需要能耐氯牢度优异的织物，因此提出了能增进耐氯牢度的助剂。耐氯助剂是一种专一性很强的特种助剂，开发耐氯牢度增进剂是解决织物遇氯变褪色最便捷适用的途径。

一、耐氯牢度增进剂DP-CL的研制

1.活性染料遇氯变褪色的成因

众所周知活性染料是由母体染料、连结基和活性基三部份组成，其中活性基部份又由亲电子中心，活性基和第二取代基组成，活性染料的组成图示如下：

 

 

 

 

第二取代基

 

 

 

 

 

 

︱

 

 

母体染料

—

连结基

—

亲电子中心

—

活性基

其中母体染料不仅对活性染料的色泽，溶解度、固色率起着主要作用，而且对日晒牢度，耐氯牢度、耐汗光牢度、而酸气体牢度等色牢度起着决定作用。这就是活性染料染色后织物的变褪色和落色等色牢度问题主要原因。当然连结基和活性基部份中的活性基和亲电子中心也会引起变褪色问题和色牢度问题，经研究耐氯牢度更取决于活性染料中的母体染料。

2.活性染料遇氯变褪色的推理

活性染料遇氯变褪色的问题比甲醛、氧化性气体等化学物质更易产生严重，这主要是由于活性氯很易对偶氮结构产生氧化分解，使偶氮基断裂分解，见下列反应式：

      

偶氮型母体染料受活性氯作用的分解反应式

而活性染料中的母体染料很大部份为偶氮结构，因此活性染料很易产生遇氯变褪色问题。

经研究偶氮型母体染料的耐氯性能与重氮组份中的取化基的种类和位置有关。例如在偶氮基的邻位或对位引入磺酸基可以提高染料的耐氯性，并且邻位比对位的引入磺酸基，耐氯作用更大。邻位和对位引入的磺酸基越多，耐氯性提高得也越大，但同时也降低了染料的吸光度，使最大吸收波长向浅色转移，因此采取引入磺酸基来提高染料的耐氯性也是有限的。如果母体染料为蒽醌结构或者金属络合结构具有较好的耐氯牢度，但很难有广泛的色谱。因此活性染料对耐氯牢度的性能相差很大。目前美国、加拿大、英国、澳大利亚和日本等国家对活性染色织物的耐氯色牢度必须在4级（含4级）以上，我国现有的大多数活性染料的耐氯牢度都不能满足要求。因此采用耐氯牢度增进剂对活性染料染色物进行固色处理是提高染色织物遇氯变褪色的最佳途径。

3.耐氯牢度增进剂DP-CL的研制原理

耐氯牢度增进剂DP-CL主要是采用了与活性氯结合能力很强的非离子表面活性剂的多种复配物，它的反应速率要大于活性染料的许多倍，即先与活性氯起反应，并且是一个不可逆反应，封闭了活性染料，从而保护了活性染料，起到了提高活性染料的耐氯牢度的作用，如果再与配套的促进剂PW一起应用，更有利于提高它的耐洗性能。

二、耐氯牢度增进剂DP-CL的应用

耐氯牢度增进剂DP-CL是一个非离子型的水溶性物质，外观为微黄色至无色透明液体，使用很方便，能适用于所有的染色织物和印花织物的浸轧工艺或浸渍工艺，应用试验举例如下：

1.耐氯牢度增进剂DP-CL在纯棉卡其布(活性黑)中应用

该纯棉黑色卡其布是提供给餐饮行业工作服的面料，需要定期消毒处理，因此耐氯牢度要求较高，要达到4级(有效氯20mg/L)，因此先进行小样试验，选择一只合理配方工艺，再进行大生产应用。

(1)  小样浸轧试验：

编号

1

2

3

4

5

6

7

8

耐氯牢度增进剂DP-CL

80

80

60

60

40

40

20

20

促进剂　PW

 

40

 

30

 

20

 

10

催化剂

 

8

 

6

 

4

 

2

水

X

X

X

X

X

X

X

X

总量

1000

工艺：二浸二轧→烘干(100℃，4′)→焙烘(150℃，3′)

测试结果：(20mg/L，有效氯在20℃中浸渍60分钟)

编号

1

2

3

4

5

6

7

8

洗涤前

4

4

4

4

4-

4-

2-3+

2-3+

洗涤后

4

4

4

4

3

4-

2-3

2-3

从测试结果分析， 耐氯牢度增进剂DP-CL的用量为60g/L已能达到要求，使用促进剂PW，在增进剂DP-CL 用量较低时(40g/L)，其耐洗性有一定效果，而在用量较高时(60g/L)，耐洗效果不明显。因此推荐大生产应用时，按4#配方。

(2)大生产浸轧法应用

大生产应用处方：

耐氯牢度增进剂DP-CL　　　　60g/L

促进剂　　　　　PW　　　　30g/L

催化剂　　　　　　　　　　　6g/L

生产工艺：二浸二轧→预烘→热定型(150℃2.5′)→出布

测试结果：(有效氯20mg/L，20℃中浸渍60分钟)

处理前

处理后

2

4

2.耐氯牢度增进剂DP-CL在棉/锦(70/30)织物上应用

该棉/锦什色弹力织物可制泳装、泳裤、泳帽，面料必须具有一定的耐氯牢度和耐洗涤性能。在绳状溢流染色机中应用：

处方：

耐氯牢度增进剂DP-CL　　　　6%　　owf

促进剂 PW　 　　　　       3%　　owf

催化剂　　　　　　　　　   0.6%　owf

工艺：干布→浸渍(20′，浴比1：5～10)→脱水→烘干→过烘

测试结果：(有效氯20mg/L，20℃中浸渍60分钟)

处理前

处理后洗涤前

处理后洗涤后

2～3

3～4

3

3.耐氯牢度增进剂DP-CL在活性染料印花大浴巾(沙滩巾)中应用

花样中的大块面积为深兰、鹅黄、深棕和黑色。

(1)  小样浸轧法试验

试验处方：(g/L)

编号

1

2

3

4

5

6

7

耐氯牢度增进剂DP-CL

100

80

80

60

60

40

20

促进剂　PW

 

 

40

 

30

 

 

催化剂

 

 

8

 

6

 

 

水

X

X

X

X

X

X

X

总量

1000

工艺：二浸二轧→烘干(100℃，5′)→焙烘(150℃ 3′)

测试结果：(有效氯20mg/L，20℃中浸渍60分钟)

编号

1

2

3

4

5

6

7

洗涤前

洗涤后

手　感

4

3～4

差

4

3～4

一般

4

3～4

差

3～4

3

好

3～4

3～4

好

3

2～3

好

3

2～3

好

从测试结果分析，耐氯牢度增进剂DP-CL的用量100g/L和80g/L要比60g/L、40g/L效果好，但是手感较差，特别是3#样虽然耐氯效果好，但与促进剂PW催化剂一起应用，手感明显下降，因此大生产应用选用5#处方，同时与亲水性柔软剂一起应用，既提高了耐氯牢度又保证了手感。

(2)在印花大浴巾大生产中应用

应用处方：

耐氯牢度增进剂DP-CL　　　　6%　　owf

亲水性柔软剂　　　　 　　　2%    owf

促进剂 PW　 　　　       　3%　　owf

催化剂　　　　　　　   　　0.6%　owf

工艺：干布→浸渍(30′，浴比1：15)→脱水→烘干→过烘

测试结果：(有效氯20mg/L，20℃中浸渍60分钟)

 

耐氯牢度

手感

未处理

2

好

处理后洗涤前

3～4

较好

处理后洗涤后

3～4

好

　　　 　(洗涤：皂洗60℃、30′，一次)

三、纺织品耐氯色牢度的检测方法

纺织品的耐氯色牢度的检测方法较多，有国家标准GB8433-87纺织品耐含氯游泳池水色牢度试验方法，其等效采用国际标准ISO 105/E03-1987，简称氯浸牢度；有国家标准GB7069-86纺织品耐次氯酸盐漂白色牢度试验方法，其等效采用国际标准ISO 105/N01-1982，简称氯漂牢度；和美国AATCC-162试验方法等等。

其中GB7069-86试验方法，其原理是纺织品试样在次氯酸盐溶液中浸渍水洗后，再要用过氧化氢或亚硫酸氢钠溶液来脱氯，然后经水洗和干燥后用灰色样卡评定试样的变色，即级数。该检测方法主要是纺织品上的颜色耐常规浓度（每升含2g有效氯）的次氯酸盐漂白的能力。

而一般检测纺织品上耐氯色牢度的方法采用GB8433-87，即为纺织品耐含氯游泳池水色牢度试验方法，该检测方法是针对各类纺织品(泳装、沙滩巾、需消毒织物等等)的颜色耐消毒游泳池所用浓度的有效氯作用的能力，有20mg/L、50mg/L和100mg/L三种有效氯浓度选择，一般沙滩毛巾、泳后穿的海滨服，需一般消毒的服装等都采用20mg/L有效氯来检测。

1.试剂的配制

(1)次氯酸钠溶液的配制（A液）。

取次氯酸钠溶液组分为如下配比的20mL，稀释至1L。

有效氯 140～160g/L

氯化钠(NaCl) 120～170g/L

氢氧化钠(NaOH) 20g/L(最高)

碳酸钠(Na2CO3) 20g/L(最高)

铁离子 0.01g/L(最高)

(2)配制浓度为14.35g/L的磷酸二氢钾溶液(B液)。

(3)配制浓度为20.05g/L的磷酸氢二钠二水化含物溶液(C液)。

(4)标定次氯酸钠溶液

取25mL配制好的次氯酸钠溶液，加入过量的碘化钾溶液(10%KI，20毫升)和6mol醋酸溶液15毫升再加100毫升蒸溜水，用0.1mol/L的硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液滴定释放出的碘，在黄色将近消失前加入淀粉溶液3～5毫升，继续滴定至蓝色消失为止，所耗用的硫代硫酸钠溶液为×ml。

NaClO+2KI+H2O→NaCl+2KOH+I2

I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

2.有效浓度为20mg/L的次氯酸钠溶液的配制

配制PH为7.50±0.05的20mg/L的次氯酸钠溶液,取A液(705.0/5X)mL，B液100.0mL，C液500.0mL三种溶液混含后稀至1L，摇匀即可。

注意PH精度为0.02单位，必要时可用0.1mol/L的氢氧化钠溶液或0.1mol/L的醋酸来调节。

3.测试方法

将试样织物(100cm×4cm)放入溶器中(玻璃或不锈钢)加入有效氯浓度为20mg/L的次氯酸钠溶液，浴比为100：1。待试样完全浸湿后，关闭溶器，在27±2℃条件下，遮光转动1小时。取出试样、脱去水份，悬挂在室温中自然晾干。然后用评定变色用灰色样卡评定级数。

结论

使用耐氯牢度增进剂为目前提高织物的耐氯色牢度最便捷适用的途径。耐氯牢度增进剂DPCL研制原理合理，经应用后，效果明显，并具有一定的耐洗性能，因其为非离子、无色透明的液体，使用较为方便，可以在各种织物上推广应用。

参考文献：

[1] 宋心远：《活性染料近代染色技术及助剂》。

[2] 唐增荣：《印染助剂的选用与纺织品色牢度》，《印染助剂》2007年11月，第1～9页。

[3] 章杰：《活性染料染色物若干色牢度问题分析和改进技术》，上海印染新技术交流研讨会论文集，2007年11月,上海，第187～195页。

[4] 陈荣圻：《印染行业需要的节能减排型活性染料》，上海印染新技术交流研讨会论文集，2007年11月 上海，第174～187页。