耐堿分散染料的發(fā)展近況摘要：分散染料最初用于醋酯纖維染色，然后逐步演變發(fā)展而成一類重要的染料。它是隨著合成纖維的迅速增長(zhǎng)而發(fā)展的，尤其與滌綸纖維的產(chǎn)量增長(zhǎng)休戚相關(guān)。在節(jié)能減排、綠色環(huán)保的理念越來(lái)越被人們所倡導(dǎo)的今天，高污染、高能耗的印染行業(yè)想要繼續(xù)生存、發(fā)展，就必須改進(jìn)技術(shù)，節(jié)約成本，降低污染。耐堿性分散染料的研究，就是其中的一大體現(xiàn)，它有著傳統(tǒng)分散染料無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：耐堿分散染料、節(jié)能環(huán)保、滌綸纖維、印染一、分散染料的水解機(jī)理滌綸纖維的染色加工主要采用酸性條件（pH值為4.5～5.5）染色。這是因?yàn)樵趬A性條件下（pH值為9～11），分散染料化學(xué)成分不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生色變現(xiàn)象。分散染料是聚酯類纖維的常用染料，從結(jié)構(gòu)上，分散染料主要分為偶氮結(jié)構(gòu)、蒽醌結(jié)構(gòu)和雜環(huán)結(jié)構(gòu)三大類。其中偶氮類分散染料占其總體的75%，色譜較全。一般認(rèn)為，雜環(huán)結(jié)構(gòu)的分散染料耐堿性最好，蒽醌結(jié)構(gòu)次之，偶氮結(jié)構(gòu)最差。所謂不耐堿，就是隨著pH值的升高，分散染料的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而改變了上染色澤（1）。根據(jù)長(zhǎng)期以來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，分散染料耐堿性能的優(yōu)劣，并不是染料分子基團(tuán)的主體造成的，其主要原因是分子中的取代基影響。譬如蒽醌類染料中如果有堿性條件下水解的酯基、酰胺鍵等等，就不再具有耐堿性。因此，染料中取代基的耐堿性能，很大程度上決定了染料的耐堿性能。譬如，當(dāng)取代基為苯磺?；Ⅴ０坊?、酯基時(shí)，染料的耐堿性很差；當(dāng)取代基是氰基、羥基、醚基時(shí)，染料的耐堿性較好，能在弱堿性條件下使用；當(dāng)取代基為硝基、羰基、氨基時(shí)，染料的耐堿性就更強(qiáng)，可以在強(qiáng)堿環(huán)境下使用（2）。此外，構(gòu)成堿性溶液的物質(zhì)也影響著分散染料的耐堿性。譬如同樣pH是9，用碳酸鈉調(diào)節(jié)的溶液中染料的耐堿性很好，而同是pH為9，用氫氧化鈉條件的溶液中，染料的耐堿性就很差。這是OH-的質(zhì)子化引起的（3）。二、耐堿分散染料的優(yōu)勢(shì)在節(jié)能減排、綠色環(huán)保的理念越來(lái)越被人們所倡導(dǎo)的今天，高污染、高能耗的印染行業(yè)想要繼續(xù)生存、發(fā)展，就必須改進(jìn)技術(shù)，節(jié)約成本，降低污染。耐堿性分散染料的研究，就是其中的一大體現(xiàn)。耐堿分散染料比起傳統(tǒng)的分散染料有其不可比擬的優(yōu)勢(shì)，除了節(jié)能減排之外，它還有以下一些優(yōu)點(diǎn)：第一，普通分散染料需要在弱酸性的條件下染色才能達(dá)到最佳效果。大多數(shù)混紡織物胚布前處理時(shí)需要在堿性環(huán)境當(dāng)中退漿，超細(xì)滌綸纖維則需要在堿性條件下開(kāi)纖，倘若纖維上的堿劑未洗凈，在酸性浴中染色就會(huì)引起染浴pH值波動(dòng)，從而造成染色質(zhì)量不穩(wěn)定。對(duì)于耐堿分散染料來(lái)說(shuō)，則沒(méi)有這種缺陷。第二，聚酯特別是聚酯長(zhǎng)絲織物，在織造過(guò)程中常常要上漿(丙烯酸酯類)或上蠟。這些物質(zhì)在堿性條件下很容易去除，而在酸性條件下則去除困難，所以在堿性條件下對(duì)勻染非常有利。第三，分散染料堿性染色時(shí)產(chǎn)生的低聚物大量附著在纖維表面，使纖維變得粗糙，摩擦系數(shù)增大，從而影響纖維性能及外觀質(zhì)量，造成染斑、色點(diǎn)、染花、色澤變化、手感差等現(xiàn)象，更會(huì)影響以后的加工過(guò)程，因此很難獲得高品質(zhì)的產(chǎn)品。采取堿性染色藝，可有效改善和解決以上問(wèn)題，通式便于設(shè)備保養(yǎng)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命（4）。第四，現(xiàn)在的紡織品市場(chǎng)上，純滌綸的織物已經(jīng)幾乎絕跡，滌棉混紡織物因其良好的穿著舒適感、挺括的服裝效果，相對(duì)低廉的價(jià)格，占據(jù)了不小的市場(chǎng)份額。對(duì)于滌棉織物，傳統(tǒng)的染色方法是采用二浴二步法，工藝流程長(zhǎng),生產(chǎn)成本高,并且增加了廢水的排放,造成環(huán)境的污染。如果采用耐堿的分散染料和活性染料同浴染滌棉織物，就可以用分散/活性一浴二步染色法完成，。在活性染料的堿性固色過(guò)程中，分散染料不受影響，甚至在助劑的配合下能達(dá)到一浴一步完成染色節(jié)省了成本。三、噻唑類單偶氮雜環(huán)藍(lán)色耐堿分散染料圖1噻唑單偶氮藍(lán)圖1是一種藍(lán)色耐堿分散染料的結(jié)構(gòu)通式（5），式中R1＝H，－CH3，－C2H5，－C2H4CN；R2＝－C2H4CN、－C3H6CN、－C4H8CN；R3＝H，－CH3，－C2H5其合成的主要思路是用3－氨基－5硝基苯駢異噻唑?yàn)橹氐M分，偶合組分為苯胺類化合物，在偶合組份上引入耐堿性強(qiáng)的特點(diǎn)取代基，制得耐堿性的分散染料。具體方法是（6）：（1）向百分比濃度為95%～98%的硫酸中加入3－氨基－5硝基苯駢異噻唑，在40～70℃下保持30～90分鐘，再降溫至5～10℃，慢慢加入亞硝酰硫酸并保持2.5～3.5小時(shí)，制得重氮組份；（2）將偶合組份溶解于質(zhì)量百分比為1.5%～2.5%的硫酸中得到偶合組份的硫酸溶液，偶合組份如圖2圖2重氮中間體（3）向該硫酸溶液中加入步驟（1）得到的重氮組份，在0～5℃環(huán)境下反應(yīng)，直到重氮組份消失，經(jīng)過(guò)濾、水洗、烘干得到單偶氮雜環(huán)藍(lán)色耐堿分散染料化合物。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，這種組份的藍(lán)色分散染料可以在pH值為3～11的環(huán)境下使用，可用于滌綸機(jī)織物退漿、染色一步法加工、，能用與滌綸針織物的開(kāi)纖、染色一步法加工，可明顯縮短滌綸纖維染色加工的工藝流程，減少用水量和廢水排放量。四、噻唑類單偶氮雜環(huán)紅色耐堿分散染料類似于上文提到的噻唑類單偶氮雜環(huán)藍(lán)色耐堿分散染料的結(jié)構(gòu)，還有幾種紅色的分散染料已經(jīng)獲得專利，其結(jié)構(gòu)通式如下（7）：圖3噻唑類單偶氮雜環(huán)紅色耐堿分散染料然而雖然結(jié)構(gòu)類似，它與上文提及的藍(lán)色染料又有一些區(qū)別。這種紅色染料是一種混合物，由染料和助劑兩部分組成，它由47份（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的分散紅179和53份的分散紅153組成。然后按照染料部份與助劑部份1:1.2的比例添加助劑，助劑是木質(zhì)素磺酸鈉和擴(kuò)散劑MF按照40:60的質(zhì)量比例混合而成。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，這種染料在pH值在5～10的范圍內(nèi)，上染滌綸織物時(shí)的色光幾乎不變，具有很好的耐堿性能。五、吡啶酮系黃耐堿分散染料吡啶酮偶氮染料是黃、橙色調(diào)的重要品種，而且有發(fā)色強(qiáng)度過(guò)高，染色性能優(yōu)異，耐光牢度高等特點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，以含有氰基－N－烷基吡啶酮為偶合組份合成的染料，在鮮艷嫩黃色品種中占有重要地位（84），如圖4。但是這類染料在pH6.7以上的環(huán)境下，就有了明顯的變色，譬如下圖所示的C.L分散黃119：圖4C這是因?yàn)?，吡啶酮系染料存在腙體與偶氮體互相異構(gòu)的平衡（如圖5），而且隨著酸、堿性的增強(qiáng)，分別有利于腙式或偶氮式陰離子穩(wěn)定的構(gòu)成（9）。并且色變點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pH值，隨著“3－”位上的取代基R由－CN、－CONH2、H變化而增大。圖5腙體與偶氮體互的相異構(gòu)平衡吡啶酮系黃耐堿分散染料是開(kāi)發(fā)較早的一類耐堿分散染料，其結(jié)構(gòu)式如下（10）：圖6吡啶酮系黃耐堿分散染料通式其中:X1為－Cl、－Br、－OCH3，X2為Cl、－Br、－OCH3、－CN、－NO2，R為飽和烷基、醚基等。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)證明，這種結(jié)構(gòu)的分散染料，在pH值小于11的范圍內(nèi)染色色光差別不大。也就是說(shuō)其耐堿程度可達(dá)到pH值為11，解決了傳統(tǒng)吡啶酮偶氮染料耐堿性差的問(wèn)題。六、環(huán)糊精類新型分散染料環(huán)糊精(Cyclodextrin，簡(jiǎn)稱CD)（11）是直鏈淀粉在由芽孢桿菌產(chǎn)生的環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用下生成的一系列環(huán)狀低聚糖總稱，通常含有6-12個(gè)D-吡喃葡萄糖單元。其中研究得較多并且具有重要實(shí)際意義的是含有6、7、8個(gè)葡萄糖單元的分子，分別稱為α-、β-和、γ-環(huán)糊精，如圖7。圖7環(huán)糊精結(jié)構(gòu)環(huán)糊精是由多個(gè)葡萄糖殘基以α-1,4糖糖苷鍵連接而成的環(huán)狀化合物，它外圍親水，內(nèi)腔疏水，它將分散染料分子包含在內(nèi)腔中，起到了保護(hù)作用，可以使得染料耐強(qiáng)堿。在染色過(guò)程中，若染料的β－苯環(huán)的最大截面與環(huán)糊精的腔直徑相當(dāng)或比它小時(shí)，大多數(shù)偶氮分散染料能與環(huán)糊精形成1:1的絡(luò)合物；當(dāng)偶氮染料的側(cè)基有龐大的供電子基團(tuán)時(shí)，能和γ－環(huán)糊精形成2:2型絡(luò)合物，且環(huán)糊精具有緩釋作用。在實(shí)際生產(chǎn)中，單一的環(huán)糊精空腔大小有限，直接采用環(huán)糊精對(duì)分散染料進(jìn)行包合存在一定的局限性。為了提高環(huán)糊精包合分散染料的能力，需將環(huán)糊精進(jìn)行改性，譬如甲酰氯偶氮苯對(duì)環(huán)糊精的改性。染料制備的步驟如下（12）：（1）環(huán)糊精預(yù)縮體的制備：將甲酰氯偶氮苯、乳化劑和蒸餾水乳化10～20min。調(diào)節(jié)pH至9～11，然后加入環(huán)糊精，于50～90℃反應(yīng)1.5～3小時(shí)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥，制得環(huán)糊精預(yù)縮體；（2）偶氮環(huán)糊精的包合：將步驟（1）制得的偶氮環(huán)糊精預(yù)縮體調(diào)節(jié)pH至7～8，在40～50℃下攪拌，并緩慢加入分散染料，攪拌均勻后經(jīng)減壓過(guò)濾、洗滌、干燥，制得偶氮環(huán)糊精包合的耐堿分散染料。作為優(yōu)選，步驟（1）中，甲酰氯偶氮苯與環(huán)糊精的摩爾比為1:1～1.3,以保證原料反應(yīng)完全，避免浪費(fèi)，降低成本。步驟（2）中，偶氮環(huán)糊精預(yù)縮體與分散染料的摩爾比為1:0.8～3.0，以充分利用預(yù)縮體中的親水性外圍及疏水性內(nèi)腔對(duì)分散染料進(jìn)行包合。所述的環(huán)糊精為β環(huán)糊精或者γ－環(huán)糊精。甲酰氯偶氮苯結(jié)構(gòu)式如圖8，改性后的環(huán)糊精結(jié)構(gòu)如圖9：圖8甲酰氯偶氮苯結(jié)構(gòu)式圖9經(jīng)甲酰氯偶氮苯改性的γ－環(huán)糊精經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這種由環(huán)糊精包裹的分散染料，能耐強(qiáng)堿，在pH達(dá)到12時(shí)仍能保持色光不變。它不僅能在碳酸鈉、碳酸氫鈉等弱堿調(diào)節(jié)的染浴里染色，而且在氫氧化鈉等強(qiáng)堿調(diào)節(jié)的染浴中仍能保持色光，擴(kuò)大了堿性染色的應(yīng)用范圍。七、耐堿分散染料與活性染料同浴染色7.1分散/活性染料同浴浸染染色的染料的篩選目前,滌棉針織物主要采取兩浴兩步染色工藝,即先用分散染料染滌綸,再用活性染料套染棉,整個(gè)染色工藝時(shí)間長(zhǎng)、效率低,能源消耗和污水排放量大。由于濕加工時(shí)間長(zhǎng),易造成布面起毛和影響織物手感等問(wèn)題（13－14）。目前，已有不少印染工作者研究了滌棉織物分散/活性一浴法浸染工藝。使用滌棉織物分散/活性一浴法浸染滌棉混紡織物，首先在染料的篩選方面需要做一番工作。在滌棉織物的染色過(guò)程中，滌綸纖維只能選用分散染料染色，而棉纖維可以用直接、活性、還原或硫化等染料染色。兩種纖維及其應(yīng)用的染料性能差別很大，在染料選擇和工藝制定時(shí)應(yīng)充分考慮其相應(yīng)影響。對(duì)于用分散染料上染的滌綸來(lái)說(shuō)，它因?yàn)槭鞘杷岳w維，需用分散染料在高溫、弱酸性條件下染色；而活性染料染色時(shí)需要加入大量的電解質(zhì)促染，且需在堿性條件下固色，溫度要求相對(duì)溫和。所以，滌棉織物一浴法染色所用分散染料必須耐中性電解質(zhì)和堿，一般的滌綸分散染料染色工藝流程如圖10。圖10滌綸染色工藝流程分散染料對(duì)滌棉織物染色的另一個(gè)問(wèn)題是分散染料對(duì)棉纖維的沾色，這會(huì)降低染色的鮮艷度和染色牢度，影響成品質(zhì)量。所以在滌棉織物一浴法染色時(shí)，應(yīng)選擇對(duì)棉纖維不沾色或少沾色的分散染料，或選擇經(jīng)過(guò)堿和皂洗工藝可以清除沾色的分散染料（15－17）。對(duì)于滌棉織物中的棉纖維染色，還原、硫化等染料因工藝繁復(fù)，不適合用于一浴法染色；有些直接染料雖適合一浴法染色，但染色牢度較差，不能滿足高質(zhì)量染色產(chǎn)品的要求；而傳統(tǒng)的活性染料，如一氯均三嗪、二氯均三嗪和乙烯砜等因分子質(zhì)量較小，分子中只有單個(gè)活性基，浸染時(shí)染料的上染率和固色率都很低，因此，滌棉織物一浴法染色時(shí)要選用具有較大分子量和多活性基團(tuán)的染料，以提高上染率和固色率,活性染料便成了不錯(cuò)的選擇?；钚匀玖先旧墓躺珳囟纫话銥?5～90℃，比分散染料120～130℃織物中棉纖維含量較少為宜，這樣活性染料的用量較小，浪費(fèi)較少。若染較深的顏色，活性染料的固色率較低，既浪費(fèi)了染料，又對(duì)污水處理不利。7.2分散/活性染料同浴浸染染色的工藝流程傳統(tǒng)的滌棉織物染色方法是兩浴二步法。其整個(gè)染色藝時(shí)間長(zhǎng)、效率低,能源消耗和污水排放量大。工藝流程見(jiàn)圖11。圖11分散/活性染料兩浴法染色工藝流程與之相對(duì)的，能節(jié)能降耗、增效減排的便是一浴法染色法。滌棉織物一浴法染色有兩種方法，即一浴一步法和一浴兩步法。與一浴兩步法相比，一浴一步法流程更為簡(jiǎn)單、時(shí)間短、耗能省，但對(duì)染料的要求比較高，在染料選擇和工藝設(shè)計(jì)中有一定的難度。一浴一步法染色又可分為酸性、中性、堿性和pH值滑移法等4種方法（18）。其中應(yīng)用比較廣泛的方法是：用緩沖劑調(diào)節(jié)pH值為7，浴比1：l0，染色工藝流程見(jiàn)圖12。圖12分散/活性一浴法染色工藝流程7.2色媒體改性及一浴低溫分散/活性染料染色不少印染工作者研究了滌棉織物分散/活性一浴法浸染工藝,但絕大多數(shù)工藝仍需耗用大量的鹽、堿,以及高溫處理,既破壞生態(tài)環(huán)境又浪費(fèi)資源。因此，一種用色媒體對(duì)滌棉織物進(jìn)行改性,再采用活性/分散染料進(jìn)行一浴法染色的工藝進(jìn)入了人們的視野（19－21）。“色媒體”是一種含活潑氫及其它反應(yīng)性官能團(tuán)的預(yù)聚體,其滲透到纖維內(nèi)部后發(fā)生聚合反應(yīng),形成包裹在纖維上的含染座的陽(yáng)離子高分子化合物。由于棉是親水性纖維,而滌綸是疏水性纖維,因此色媒體滲透到棉纖維內(nèi)部較多,而滲透到滌綸纖維內(nèi)部較少，所以，經(jīng)色媒體預(yù)處理后,滌棉混紡織物中的棉對(duì)陰離子型活性染料具有優(yōu)異的吸附力,可以在無(wú)鹽無(wú)堿條件下染色,且具有較高的上染率,而滌綸纖維則仍需進(jìn)行分散染料染色。色媒體對(duì)織物的改性工藝見(jiàn)圖13.圖13色媒體對(duì)織物的改性工藝流程圖圖14pH對(duì)色媒體改性織物分散/活性同浴染色的影響圖14為色媒體參與下的分散/活性同浴染色后的織物K/S曲線（22），由周光勇，劉金華，等在《滌棉針織物的色媒體改性及一浴低溫染色》一文的實(shí)驗(yàn)中所做。由圖中曲線可知，對(duì)于棉織物,pH值較低時(shí)對(duì)色媒體改性棉纖維的活性染色有一定的抑制作用。這可能是因?yàn)镃H3COO-基團(tuán)對(duì)色媒體的結(jié)合比H+更強(qiáng),從而減弱了色媒體對(duì)活性染料的吸附。隨著染浴中pH值的增加，染色織物的K/S值提高,當(dāng)pH值大于7.0,其K/S值變化不大。因此,色媒體改性棉織物適宜在中性條件下染色。對(duì)于滌綸織物,當(dāng)pH值在5.0左右,其K/S值最大,而pH值大于或低于5.0時(shí),其K/S值有所降低。這可能因?yàn)榉稚⑷玖戏肿又泻絮セⅤ０坊?、氰基等基團(tuán),這些基團(tuán)在高溫堿性條件下易發(fā)生水解?？紤]到染色整體效果,以pH值為中性較為適宜（23）。不過(guò)這也暴露出了色媒體染色的一個(gè)缺陷――它在堿性環(huán)境中染色無(wú)法達(dá)到最大的上色效果，從而使得耐堿分撒染料的優(yōu)勢(shì)得不到全部發(fā)揮。八、分散染料發(fā)展需要考慮的的其它方面8.1節(jié)能環(huán)保型分散染料（24）目前常規(guī)的分散染料由于自身的結(jié)構(gòu)及原料問(wèn)題，只能做到：不含有禁用偶氮、不含致癌/致敏染料，不含直接禁用的分散黃23#、分散橙149#、分散橙76#；這些禁用項(xiàng)目是一些比較基本的環(huán)保要求，過(guò)去我們認(rèn)為能滿足這些要求的即可稱之為環(huán)保染料，但是近年來(lái)隨著公眾對(duì)紡織品的安全和環(huán)保要求的不斷提升，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)紡織品的生態(tài)環(huán)保要求越來(lái)越高，以目前市場(chǎng)上大家較為熟知的OekoTexStandard100為例，除了上述項(xiàng)目外還有五/四氯苯酚、有機(jī)氯載體、有機(jī)錫化合物、可萃取重金屬等要求。8.2超細(xì)纖維的勻染性、染色深度、染色牢度問(wèn)題某些特殊的滌綸纖維，對(duì)染料的分散性、染色深度有著很強(qiáng)的要求，譬如滌綸超細(xì)纖維。滌綸超細(xì)纖維因其單絲線密度比常規(guī)滌綸纖維細(xì)很多而得名。滌綸超細(xì)纖維及其織物手感柔軟，輕盈飄逸，懸垂性好，透氣吸濕，光澤優(yōu)雅，蓬松豐滿，穿著舒適等特點(diǎn)。但是超細(xì)纖維的比表面積大，在染色工藝上會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。主要有：不易染得深色，易產(chǎn)生色差，各項(xiàng)色牢度不易達(dá)到要求。超細(xì)纖維巨大的比表面積意味著有巨大的吸附染料表面，對(duì)染料的吸附速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通纖維，表現(xiàn)為上染初染率高，不利于勻染。再就是超細(xì)纖維組成復(fù)雜，如：不同支數(shù)混合（一般將超細(xì)纖維作為緯紗，普通滌綸纖維作為經(jīng)紗)、不同品種混合(復(fù)臺(tái)超細(xì)維)，不同纖維形態(tài)都能造成色澤不均勻的外觀。對(duì)于勻染問(wèn)題，對(duì)應(yīng)的方法是選擇勻染性好的分散染料，同時(shí)調(diào)整工藝（25）：一.開(kāi)始加熱升溫溫度必須低于普通滌綸染色溫度10～l5℃，根據(jù)纖維類型、織物結(jié)構(gòu)、染色設(shè)備的不同可將始染溫度降至30-35℃。二.超細(xì)纖維染色時(shí)，染料表現(xiàn)出較低的界面移染率，所以較低的加熱升溫速度比較好。根據(jù)各地實(shí)踐，一般都控制在0.5～l℃／rain。三.超細(xì)纖維染色時(shí)，在130℃染料移染較多，保持130℃的溫度較長(zhǎng)時(shí)間是有效的，一般保溫控制在60min。對(duì)于染色深度的問(wèn)題，則大多采用堿減量法。由于堿對(duì)滌的剝皮腐蝕使滌纖表面產(chǎn)生凹凸效應(yīng)改變了入射光的反射特性，從而獲得深色效應(yīng)。也可采用低溫等離子體對(duì)滌綸纖維表面刻蝕來(lái)獲凹凸效應(yīng)。但相比之下堿減量更為方便，既有精練，開(kāi)纖(滌／錦復(fù)臺(tái)超細(xì)纖維染色必備工藝)作用，又可對(duì)纖維表面產(chǎn)生刻蝕效應(yīng)。因超細(xì)纖維巨大的暴露表面，染料分子在光、熱和洗滌等外界環(huán)境作用下容易受到攻擊，從而造成日哂、洗滌、熨燙和摩擦牢度下降。針對(duì)此情況，除了選擇牢度好的染料外，還應(yīng)加強(qiáng)染色后的皂洗。超細(xì)纖維染色后，染料趨向于較多的染在纖維表面，須采用較強(qiáng)的還原清洗或還原清詵前加以皂洗來(lái)提高染色濕牢度。8.3染后脫浮色問(wèn)題分散染料染色完成后，為了除去織物表面殘留的一些染料，使得織物有更好的色牢度和光澤，需要經(jīng)過(guò)還原清洗。還原清洗的一般工藝是在強(qiáng)堿和保險(xiǎn)粉的參與下使得分散染料水解成可溶性的物質(zhì)，經(jīng)過(guò)水洗將之除去。這就帶來(lái)了大量的污染和水資源、電力資源的消耗。為了解決這種問(wèn)題，分散染料的納米TiO2光催化脫色工藝成了一個(gè)研究方向（25）。分散染料的納米TiO2光催化脫色原理（26－29）半導(dǎo)體納米材料價(jià)帶上的電子(e－)在光(尤其是紫外光)照射下，受光子激發(fā)后容易通過(guò)其禁帶寬度而躍遷進(jìn)入導(dǎo)帶，從而在其價(jià)帶和導(dǎo)帶上分別產(chǎn)生帶正電荷的空穴(h+)及帶負(fù)電荷的電子(e－)，并進(jìn)一步在半導(dǎo)體納米材料表面形成大量的電子一空穴對(duì)(e－/h)。其空穴(h+)可與納米材料表面的H2O等作用，生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(·OH)；而還原性電子(e－)則可直接還原納米微粒表面的物質(zhì)，或與吸附氧(O2)作用，生成強(qiáng)氧化性負(fù)氧離子自由基(·O)。因而，納米材料光催化反應(yīng)可產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑(如強(qiáng)氧化性自由基等)或和還原劑(如還原性電子)，可有效氧化或還原吸附在其表面的物質(zhì)，將有機(jī)物降解為CO2和H2。試驗(yàn)設(shè)備及方法圖15光催化反應(yīng)裝置1－電源接線；2－間歇式玻璃反應(yīng)器；3－石英玻璃管；4－低壓汞燈；5－增氧泵圖15所示，紫外光源為8w低壓汞燈(主波長(zhǎng)為254nm和180nm)。配置一定濃度分散染料溶液，加人一定量納米光催化劑，調(diào)節(jié)溶液至所需pH值，用超聲波震蕩器對(duì)溶液分散處理30s。然后將其加人到反應(yīng)器中，用增氧泵通人空氣作為氧源，密閉反應(yīng)裝置，開(kāi)啟低壓汞燈進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的光催化反應(yīng)。試劑為鹽酸，氫氧化鈉，30％雙氧水，硫酸鋁，七水硫酸亞鐵(均為分析純)。取光催化反應(yīng)后的水溶液于燒杯中，靜置12h，取其上層清液，用離心機(jī)分離去除懸浮物質(zhì)，再用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試其特征波長(zhǎng)處的吸光度，計(jì)算分散染料的光催化脫色率，用以表征納米材料光催化的脫色效果。不同催化劑對(duì)同種分散染料的效果圖16不同催化劑對(duì)同種染料脫色率的影響經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，如圖16所示，對(duì)大多數(shù)分散染料催化脫色最理想的納米材料是TiO2。催化效果的影響因素（pH）圖17溶液pH值對(duì)脫色率的影響溶液pH值對(duì)N摻雜納米TiO2的光催化脫色性能有較大影響。當(dāng)溶液為酸性(pH值I.5-5)及堿性(pH值8-11)時(shí)，光催化脫色效果較差；而pH值在5～7時(shí)，光催化脫色效果較好，pH值為6.34時(shí)脫色率可達(dá)70％左右。這可能與納米TiO2經(jīng)N摻雜后，其表面特性發(fā)生改變有關(guān)。在弱酸性或近中性條件下進(jìn)行光催化脫色處理，也利于降低處理成本及后續(xù)廢水處理。催化效果的影響因素（催化劑）圖18催化劑濃度對(duì)脫色率的影響如圖18所示，N摻雜納米TiO2用量增加，染液脫色率不斷提高；當(dāng)其用量為160mg／L時(shí)，染液脫色率達(dá)到最高值96％；之后，脫色率開(kāi)始下降。這是因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)增加納米光催化劑用量，可使溶液中納米催化劑產(chǎn)生的高活性、高氧化性自由基增多，吸附在納米材料表面的染料也增加，因而更容易被光催化降解，使其脫色率提高。但若溶液中納米材料光催化劑濃度過(guò)高，則其呈分散狀態(tài)，對(duì)紫外光具遮擋作用，使紫外光對(duì)溶液的透射性下降，不利于催化劑接受紫外光的激發(fā)，反而使光催化活性降低，溶液脫色率下降。催化效果的影響因素（催化時(shí)間）圖19光催化時(shí)間對(duì)脫色率的影響如圖19，隨著光催化時(shí)間延長(zhǎng)，分散大紅S-3GFL染液的脫色率不斷提高，尤其是光催化時(shí)間為10-30min時(shí)，脫色率迅速提高，光催化30min時(shí)脫色率可達(dá)96％。隨著光催化時(shí)間的延長(zhǎng)，溶液脫色率變化趨緩，在光催化處理40～50min時(shí)可達(dá)到98％-99％，脫色較徹底。催化效果的影響因素（H2O2）圖20H2O2用量對(duì)脫色效果的影響如圖20所示，H2O2用量增加，染液脫色率明顯提高。當(dāng)H2O2用量為0.5g/L時(shí)，脫色率可達(dá)96％，進(jìn)一步增加其用量，脫色率提高不明顯。這是由于H2O2是一種強(qiáng)氧化劑，紫外光催化可加速其分解反應(yīng)，并產(chǎn)生高活性、高氧化性的自由基，以及新生態(tài)[O],對(duì)溶解態(tài)染料、光催化劑表面吸附的染料，以及膠束內(nèi)染料和染料晶體等進(jìn)行降解脫色。催化效果的影響因素（金屬離子）圖21金屬離子濃度對(duì)脫色率的影響如圖21，當(dāng)Al3+用量較低僅為0.Ig/L時(shí)，染液脫色率就可達(dá)到96％，顯示出較好的助催化脫色性。進(jìn)一步增加其用量，脫色率變化不明顯。這可能是由于溶液中Al3+吸附在納米材料光催化劑表面，有助于捕獲自由電子，阻止了催化劑表面電子－空穴對(duì)的復(fù)合，從而提高了光催化脫色效果。此外，溶液中少量的Al3+也可能起到了一定的絮凝作用，降低了分散體系的穩(wěn)定性，有利于提高脫色率。Fe2+具有還原性，易被水溶液中的溶解氧及紫外光氧化，生成Fe3+。Fe2+/Fe3+在溶液中具有類似Al3+的助催化作用，因而在0.1g／L較低用量時(shí)，也可達(dá)到較高的脫色率。但Fe2+/Fe3+易在溶液中殘留，影響處理液的色度，但當(dāng)Fe2+濃度為0.7g／L時(shí)，就可能由于部分Fe2+/Fe3+的殘留，致使其脫色率降低，而在其較高濃度時(shí)，則可能由于其助催化或絮凝能力增強(qiáng)，使溶液的脫色率得以提高。8.3.8大多數(shù)單偶氮和雙偶氮苯分散染料在試驗(yàn)條件下都可獲得較高的脫色率，可達(dá)96％～97％。對(duì)于單偶氮苯分散染料，當(dāng)偶合組分中的苯胺中含有親水性高的羥基時(shí)，其脫色降解相對(duì)較容易；若含有氰基或酯基，其脫色率略有下降，當(dāng)單偶氮苯染料偶氮基鄰位僅有一個(gè)取代基時(shí)，取代基種類(如-Cl或CN等)對(duì)染料的光催化脫色影響不顯著.當(dāng)偶氮基鄰位有兩個(gè)取代基時(shí)，空間位阻可能會(huì)影響強(qiáng)氧化性自由基等對(duì)偶氮基的進(jìn)攻，其光催化脫色率較低.的光催化降解脫色從易到難的順序?yàn)椋弘s環(huán)、雜環(huán)偶氮類分散染料≈偶氮苯類分散染料>蒽醌類分散染料。由此可見(jiàn)，大多數(shù)雜環(huán)、雜環(huán)偶氮結(jié)構(gòu)類的耐堿分散染料可以與這種催化脫色技術(shù)結(jié)合使用，使得整個(gè)工藝更加環(huán)保。九、總結(jié)及其存在的問(wèn)題總體來(lái)說(shuō)，分散染料及其染色工藝正向著環(huán)保、節(jié)能、減排、高效、多功能等方向發(fā)展。由于資源和環(huán)境的限制，印染行業(yè)的生存必然要伴隨著生產(chǎn)的清潔化，工藝的簡(jiǎn)約化，產(chǎn)品的功能化，這對(duì)染料的合成以及使用方法進(jìn)步起到了推動(dòng)作用。隨著人們對(duì)紡織品質(zhì)量要求不斷提高，對(duì)紡織品功能性的不斷追求，作為紡織品中不可或缺的染料組分，正不斷從裝飾組件上升為功能組件，審美環(huán)節(jié)，滿足人們從使用到區(qū)別到審美的需求提升。耐堿分散染料的研究已經(jīng)持續(xù)了幾十年，尤其是最近的十幾年中，在節(jié)能減排、增效降耗的工業(yè)生產(chǎn)形式轉(zhuǎn)變的大背景下，耐堿分散染料的出現(xiàn)，得到了業(yè)內(nèi)的普遍歡迎。然而耐堿分散染料的染色工藝中，仍然存在著一些問(wèn)題：（1）染料的篩選仍然不夠。雖然耐堿分散染料的一些特性和共同點(diǎn)已經(jīng)得到證實(shí)，但具體哪些染料可以在何種堿浴條件下運(yùn)用仍然只能憑技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，它沒(méi)有建立一個(gè)有據(jù)可查的體系模范。（2）耐堿分散染料色譜不全。噻唑類單偶氮雜環(huán)耐堿分散染料、吡啶酮系黃耐堿分散染料、環(huán)糊精類新型分散染料都有一些共同的缺陷――缺失某些顏色或者不能染深色。如能在各個(gè)pH條件下，挑選出性能最佳的紅、黃、藍(lán)三原色染料，并且這三種染料能夠具有良好的配伍性，則對(duì)色譜的補(bǔ)足有極大幫助。（3）相應(yīng)助劑的缺乏。堿性染浴分散染料，在不同的纖維上需要不同的表面活性劑、擴(kuò)散劑、滲透劑等助劑的輔助，在不同pH條件下，所需的助劑也不同。如何對(duì)應(yīng)每種pH建立助劑標(biāo)準(zhǔn)，也是一個(gè)浩大的工程。（4）分散/活性染料同浴染色中，分散染料不僅要能夠有良好的耐堿性能，而且對(duì)活性染料染色需要的大量中性電解質(zhì)也需要有良好的適應(yīng)能力，這一點(diǎn)，在大量的分散染料中是得不到體現(xiàn)的。參考文獻(xiàn)[1]宋瑜,盧學(xué)江.節(jié)能環(huán)保型分散染料LonsperseEE系列[J].上海染料，2023，4，38（2）[2]劉軍娜,陳志榮.幾種噻唑雜環(huán)偶氮類化合物的可見(jiàn)吸收光譜[J].江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2023,4,第7卷(2)[3]黃利利,徐小茗,鐘毅,羅艷.分散染料微膠囊染色動(dòng)力學(xué)[J].染料與染色,2023,45(6)[4]王曉文,鄭昊,羅艷,陳水林.分散染料微膠囊:活性染料滌棉一浴法染色工藝初探[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2007,8,第33卷（7）[5]張治民,孫麗芳,廖俊,梁淑彩,邱孝.BIT新型分散染料的合成及性能研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1999,12,第45卷（7）[6]公開(kāi)專利號(hào)：CN101597432A[7]公開(kāi)專利號(hào)：CN101565558A[8]簡(jiǎn)衛(wèi),程侶柏,陳美芬.含雜環(huán)芳胺的吡啶酮偶氮分散染料的研究[J].染料與染色,2004,6,41(3)[9]黃利利,徐小茗,鐘毅,羅艷.分散染料微膠囊染色動(dòng)力學(xué)[J].染料與染色,2023,45(6)[10]簡(jiǎn)衛(wèi),程侶柏,易江華.吡啶酮偶氮分散染料光譜性能[J].應(yīng)用化學(xué)，2023，2，第19卷（8）[11]王齊放，張弘，劉洪卓，李三鳴，宋舒暖.環(huán)糊精的性質(zhì)對(duì)表面活性劑臨界膠束濃度的影響[J].[12]公開(kāi)專利號(hào)：CN101624479A[13]管宇,桂明勝,冒亞紅,等.聚羧酸鈉鹽在純棉織