在染料化料(即染料溶解、調配成染液的過程)中,化工助劑的作用至關重要,它們能幫助染料更好地溶解、分散、穩定,同時避免染料凝聚、沉淀或分解,確保染色過程均勻高效。不同類型的染料(如活性染料、分散染料、酸性染料等)性質差異較大,所需助劑也有所側重,但核心助劑可歸納為以下幾類:
一、溶解與分散類助劑
這類助劑主要解決染料在水中的溶解或分散問題,尤其針對難溶性染料(如分散染料、還原染料)。
1、分散劑
分散染料、硫化染料等因水溶性差,需借助分散劑將染料顆粒分散成穩定的膠體懸浮液,防止團聚沉淀。常用品種包括陰離子型萘磺酸甲醛縮合物(如分散劑NNO)、木質素磺酸鹽(如分散劑M-9),通過電荷排斥作用維持分散穩定性;非離子型聚氧乙烯醚類(如平平加O),適用于高溫染色體系,增強分散效果。
2、助溶劑
對于水溶性較差的染料(如部分活性染料、酸性染料),助溶劑可提高其溶解度。例如:尿素通過破壞染料分子間的氫鍵,促進溶解,常用于活性染料軋染工藝;乙醇、乙二醇適用于小分子染料,尤其在低溫化料時輔助溶解。
二、pH 調節與穩定類助劑
染料化料及染色過程對pH值敏感,不同染料需在特定pH范圍(酸性、中性或堿性)中穩定,避免水解或分解。
1、酸類
酸性染料、酸性媒染染料需在酸性條件下化料,常用冰醋酸調節pH至4-6,同時可抑制染料水解,增強染液穩定性;甲酸、檸檬酸用于需要強酸性環境的染色體系(如酸性絡合染料),兼具緩沖作用。
2、堿類
活性染料、還原染料等需在堿性條件下化料或反應,常用弱堿性碳酸鈉調節pH至8-10,是活性染料固色的關鍵助劑,化料時可促進染料溶解并穩定結構;強堿性氫氧化鈉用于還原染料的還原溶解(如保險粉-燒堿體系),使染料轉化為可溶的隱色體;弱堿性小蘇打適用于對pH敏感的染料,提供溫和穩定的堿性環境。
3、緩沖劑
維持染液pH穩定,避免因水質或染料自身反應導致pH波動。例如:磷酸氫二鈉/磷酸二氫鈉緩沖對,適用于中性至弱堿性體系;醋酸/醋酸鈉緩沖對,適用于酸性體系(如酸性染料染色)。
三、抗沉淀與保護類助劑
防止染料在化料或儲存過程中沉淀,同時保護染料活性,避免外界因素(如金屬離子、硬水)干擾。
1、螯合劑(軟水劑)
水中的鈣、鎂、鐵等金屬離子會與染料結合形成沉淀,影響染色均勻性,螯合劑可通過絡合金屬離子消除干擾。常用乙二胺四乙酸(EDTA)及其鈉鹽,具有強絡合能力,適用于多數染料體系;軟水劑三聚磷酸鈉,同時兼具分散作用,常用于中低檔染料化料;羥基乙叉二膦酸耐高溫,適用于高溫高壓染色的化料環節。
2、防沉劑
對于高濃度染液或易沉淀的染料(如顏料印花色漿),防沉劑可增加體系黏度,防止顆粒沉降。例如:膨潤土、有機膨潤土,通過形成觸變結構穩定懸浮液;高分子聚合物聚丙烯酸酯類,適用于水性染液,增強穩定性。
四、其他功能性助劑
1、還原劑
還原染料化料時需用還原劑將其還原為可溶性隱色體,常用保險粉(連二亞硫酸鈉),配合氫氧化鈉使用,確保還原徹底。
2、潤濕劑
幫助染料快速滲透到纖維內部(尤其在化料初期),常用非離子型表面活性劑(如滲透劑JFC),降低染液表面張力,增強潤濕性。
3、消泡劑
化料過程中若因攪拌產生大量泡沫,會影響染料分散和計量,可加入有機硅類(如消泡劑GS)或聚醚類消泡劑,快速消除泡沫。
總結:
染料化料中助劑的選擇需結合染料類型(水溶性/非水溶性)、工藝條件(溫度、pH)及水質情況綜合判斷。例如:分散染料化料需重點搭配分散劑、螯合劑和高溫穩定劑;活性染料化料則需純堿調節pH,并加入尿素助溶、EDTA軟化水質;酸性染料化料以冰醋酸調節酸性,配合緩沖劑穩定體系。合理使用助劑可顯著提升染液穩定性,減少染色疵病(如色花、色斑),是印染生產中保證質量的關鍵環節。