活性染料用防沾色皂洗剂的研究现状

王百慧

(西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安 710048)



活性染料用防沾色皂洗剂的研究现状

王百慧

(西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安 710048)

摘要：探讨了活性染料防沾色皂洗剂国内外的研究现状，分析了各类皂洗剂的优缺点，并对活性染料防沾色皂洗剂的研究进展进行了探讨。

关键词：活性染料防沾色皂洗

0前言

当今人们选择回归简约生活时，棉织物便已成为人们生活中越来越重要的商品。早在九十年代，人们都追求新型事物，例如尼龙袜、涤确良，这些都是从英文转化为一种口头的叫法，却已风靡国内的大街小巷。而目前简约生活，简单生活，便使得人们更加注重生活的品质，轻生活，重环保，爱绿色，已经成为当代人们生活的标志。这也进一步促使我国的纺织行业进行转型，短流程、新助剂、促环保、低成本，已经成为其新的发展方向。对棉织物的需求增多，便促进了棉织物染色发展的新方向，尤其是以现阶段活性染料易水解，未能够达到其利用率，皂洗时易产生浮色，浮色会再次沾污到织物上，便造成了颜色不均匀，色牢度低等缺点，便使得防沾色皂洗剂得到了进一步发展。目前国内外大多数学者都从节能减排、绿色环保这个角度研究新型的防沾色皂洗剂。

1国内外研究进展

防沾色皂洗剂不明思义即是有防沾色的效果，也有皂洗的效果，因此防沾色皂洗剂便由两种成分组成，一种是防沾，另一种是助洗。将织物表面的浮色洗去又不再次沾污到织物表面，便需要其具备一定的润湿性、分散性、乳化性和增容性，才能达到防沾色的效果。传统的防沾色皂洗剂是以表面活性剂、聚合物等为主要原料，经皂洗后排出的废水对环境造成了一定的危害。因此，低温、高效、节水、环保这些关键词的产生便使得研究学者开始从不同的方向对防沾色皂洗剂进行研究，国外大部分的学者也对其进行了研究。活性染料染色用防沾色皂洗剂主要有天然皂洗剂、蛋白类皂洗剂、生物酶皂洗剂、高聚物皂洗剂、酸性皂洗剂、React@EVO系列。

1.1天然皂洗剂

天然皂洗剂是随着近几年节能环保的发展而新生的一种无污染、价格低、取材方便的皂洗剂。在90年代有研究学者发现天然膨润土和胶体的性质相似，颗粒表面带电，有良好的阳离子交换性能，对其进行改性应用于水中有机物的吸附[1]。天然膨润土一直作为水处理剂在我国进行研究，直到近几年天然膨润土在活性染料用防沾色皂洗方面有了一定的研究进展。姚永丽、阮久海[2]等对其进行改性，合成了一种生态净洗剂，该生态净洗剂对活性染料染色皂洗的残液有一定的吸附作用，不仅使得残液中COD值减小，而且净洗织物的皂洗牢度与常规净洗剂基本相同。

温和[3]等人的研究思路是利用多种特殊的高活性聚合物，将其复合而成，发现该复配剂具有防沾色皂洗剂的所有特点，分解、消色和乳化分散能力。并将其应用于活性染料皂洗中，实验表明，皂洗后织物可有效地提升织物的皂洗牢度，并且该助剂将废液中的染料进行有效的分解、消色、乳化，便直接地减少了废水的排放量，有效地节约了处理污水的费用，从而降低了生产的成本。

天然皂洗剂的研究有了一定的进展，对织物的皂洗效果有一定的提高，也可以节约用水量，但是目前只是处于实验室研究阶段，并未得到大量的推广使用。

1.2蛋白类皂洗剂

蛋白类皂洗剂在国内研究的较少，王雪燕等人一直致力于研究蛋白类助剂，以废弃蛋白为主要原料，对其进行改性，应用于棉纱线的上浆、棉织物的漂白、染色以及后处理中，以节约浆料用量、染料用量等，达到较好的上浆效果、漂白效果和染色效果，并实现活性染料无盐染色，降低能耗，节约用水，以实现废弃物变废为宝。刘元军[4]等人研究以废弃羽毛蛋白为原料，对其进行改性，合成一种蛋白类的防沾污皂洗剂(WLS-20)，应用于活性染料的染色、皂洗等工艺，并优化出活性染料染色后皂洗的工艺。实验表明，与传统的皂洗工艺相比，经WLS-20皂洗后的织物，白布的沾色明显减少，耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度均有所提高，减少了皂洗时的用水量，从而节约了水处理的费用，降低了皂洗的成本。并且经WLS-20具有蛋白结构，经皂洗处理后，显著提高了织物的服用性和档次。

1.3生物酶皂洗剂

随着全球环保化的发展、染色技术的发展，生物酶技术的高速发展，使其也在纺织行业得到了大力的发展。生物酶皂洗是破坏未反应的染料分子和水解分子的发色团，提高染色织物的色牢度，同时降低水洗时间和成本。

研究表明，与传统的活性染料皂洗工艺相比，生物酶皂洗后织物的各项牢度指标均优于传统皂洗工艺，且皂洗时间可缩短，节约用水，降低能耗，污水排放量减少，污水的色度能得到明显下降，有利于保护环境和污水处理成本降低[5]。

刘明秋[6]等人研究利用生物酶的催化作用，催化未固着的活性染料和水解染料，经物理和化学双重作用，去除织物表面的浮色，显著的提高织物的染色牢度。对三种活性染料进行实验，确定了高效皂洗剂的皂洗工艺，皂洗酶用量为0.8g/L～1g/L，在90 ℃下皂洗20 min，可获得理想的去浮色和降低废水色度的效果。经皂洗酶处理后，活性红3BS和活性黄3RS比传统的皂洗色度降低了8倍，活性黑B降低了16倍，显著地降低废水的色度。和传统皂洗工艺相比，皂洗酶工艺不仅可以缩短皂洗工艺、降低能耗、节约用水量，而且染色后织物皂洗沾色牢度可提高0.5级湿摩擦色牢度可提高0.5～1级。

荷兰拓纳公司[7]研制出的一种新的皂洗系统BERRP，由BaylaseRP(酶组分)和Baylase AssistRP(体系特殊过程调节剂)两种组分构成，EurolanRP皂洗酶的作用是在85℃～90℃条件下，可以将未固着的染料和水解染料催化分解，分解产物溶解度越高，更容易去除织物上的浮色。此实验应用于大豆纤维的活性染料染色后酶洗，确定了皂洗的工艺，并与常规的皂洗工艺进行对比。结果表明，在室温下，大豆纤维经BERRP系统皂洗后，与常规皂洗的皂洗工艺相比，其色牢度相近，浮色去除率与染料结构有关。并且还可以有效地减少水洗次数、节约加工时间、降低水洗温度，实现了皂洗的短流程、节能环保的目的。

田恬[8]等将皂洗酶应用于不同种类的活性染料皂洗中，并与传统的工艺相对比。实验结果表明，在75℃条件下，对不同种类活性染料染色后的织物进行皂洗，与传统皂洗工艺相比，酶洗皂洗工艺的染色织物皂洗沾色牢度和摩擦牢度较优，表面深度略高，色光变化较小，色泽鲜艳度相似。此研究的缺点是目前只应用于实验室阶段，并且由于酶具有专一性，所以不能适用于所有染料染色后的皂洗。

1.4高聚物皂洗剂

高聚物皂洗剂是由多种单体经化学而成的一种具有优良分散性的防沾污皂洗剂，利用其较好的分散性使水解染料快速地分散水中。国内外有很多的学者研究合成高聚物皂洗剂，以明显地改善皂洗后织物的皂洗色牢度等[9]。研究表明：高聚物皂洗剂的螯合能力对皂洗效果有着十分重要的作用，通过鳌合作用可屏蔽染液中的金属离子，提高抗再沾污能力，增强皂洗功效。而皂洗剂的去污性能主要取决于分散性，分散作用越大，皂洗能力越强。高聚物皂洗剂还能减少染色后水洗工序，减轻排污压力，而且能使织物染色后的牢度优于常规的水洗工艺。在对高聚物皂洗剂进行研究时发现，高聚物通过吸附作用能很好地把染料分子分散在溶液中，从而更好地防止活性染料回沾。

周小虎[10]以马来酸酐(MA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、丙烯酸(AA)和AEO-15为基本原料，以钙、铁、镁等离子的螯合能力、染料的分散和抗沾污能力为测试指标，确定了皂洗剂的合成工艺，其中包括单体配比、合成温度和合成时间等，确定了活性染料皂洗的工艺。该皂洗剂的合成工艺为：四种单体的配比为m(AA)： m(MA)：m(NVP)：m(AEO-15)=2.7：1：0.7:4.4，在85℃下滴加120min，在 100℃下合成130min。皂洗工艺为：P(MA-AA-NVP)与AEO-15复配物为原料，复配物的用量为2g/L，在85℃下皂洗15min。实验结果表明，此合成皂洗剂对棉织物皂洗后可以明显地提高织物的防沾污能力，纺织品各项性能良好，湿摩擦牢度可提高半级到一级。

与传统碱性皂洗工艺相比，不仅可以实现较好的净洗和防沾污效果，而且可以大幅度减少皂洗后水洗次数，实现了减少污染物排放、节约水电，降低企业综合成本的目标，其在环境保护越来越得到重视的今天就显得十分重要。同时，聚丙烯酸类防沾色剂皂洗过程和皂洗工艺的统一，缩短了染色工艺流程，工作效率明显得到提高。

1.5酸性皂洗剂

酸性皂洗剂[11]是以未中和的酸性马来酸酐—丙酸共聚物为原料，加入适当的有机酸或无机酸，中和布面上的碱性，降低布面pH值。

由于织物经活性染料染色后皂洗，便易使得活性染料发生断键，需要加碱固色，在水浴中织物表面呈碱性，必须对织物进行多次清洗，接近中性后便可进行皂洗。燕子等研究新型酸性皂洗剂，一方面利用其优良的分解力和螯合力，将皂液中水解的染料和未固着的染料快速地分散在水中，有效地达到了防沾色皂洗的效果。另外一方面皂洗浴中织物表面pH值保持在4.5～7.5之间，减少织物的清洗次数，节约用水量，从而降低了能耗。

1.6React@EVO系列

React@EVO系列[12]是由三义精细化工有限公司研制而成的，其由React@WBS、React@DYE、React@TWE和React@PHR四种成份组成，实现了染色后同浴脱盐、悬浮清洗除碱、对纤维渗透中和、染料低温强效键合的作用，这种皂洗剂在45℃～50 ℃的温度下，使得染色后未固着染料的洗脱性增强，更容易去除表面的浮色和盐，中和剩余的碱液，不仅可以使水解染料和纤维的亲和力得到降低，而且还能够渗透到纤维芯部中和残碱，软化纤维，与残液中剩余染料发生结合，实现了短流程，低温的皂洗工艺。并经实验室小样研究和企业放大样试验可知：与常规的皂洗工艺相比，此皂洗工艺在皂洗温度50 ℃下进行，减少了2道水洗，不仅有效地节约了蒸汽50%～70%，染料5%～10%，用水量40%左右，相应的污水排放量也相应地得到了降低；而且React@TWE低温强效键合，使染色产品表面得色增加；3 道水洗，升温时间短，缩短设备运转时间，节约用电量和时间均达到30%～40%。React@EVO系列实现了低温水洗、节能减排、绿色发展的目的。

2低水质皂洗工艺

陶然等人研究[13]低水质皂洗工艺，以减少水的利用量。此实验以甲基环五硅氧烷(D5)作为活性染料染色的皂洗介质，对棉织物进行皂洗，确定了皂洗工艺，并与传统的皂洗工艺进行对比。结果表明，以D5为皂洗介质，与十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵为皂洗剂，优化出皂洗工艺，清水量为总织物总量的3倍，质量浓度为1.5g/L，D5浴比为1:50，在95℃皂洗10min。与相同染色值的水浴传统皂洗工艺相比，此皂洗工艺后的试样各项色牢度指标相近，表明此项研究是有一定可行性的。此皂洗工艺可以获得较好的皂洗能够大幅度减少皂洗工艺中的用水量和废水排放，并可作为以为介质的活性染色非水介质染色技术的配套工艺，实现染色新技术的完整性。

3结论

活性染料用防沾色皂洗剂一直在发展中，但由于目前我国对环境的关注度持续升温，目前纺织印染企业都朝着节能减排、绿色环保化的方向发展，研究学者的研究方向不再单纯的是达到较好的皂洗效果，而必须同时兼备高效、低温、节能环保的效果。这便使得一些新型的皂洗剂得以发展，但目前很多的研究只处于实验室阶段，并未得到推广，未能在企业中大力发展，因此目前研究的重点便是从企业出发，研究更具高效低温、低能耗、低成本，得以在工厂中实际应用的防沾色皂洗剂。

参考文献

[1]朱利中,陈宝梁，等.双阳离子有机膨润土吸附处理水中有机物的性能[J].中国环境科学，1999(4):325-329.

[2]姚永丽,阮久海,何瑾馨.膨润土改性及其在棉活性染料染色净洗中的应用[J].印染助剂，2006(3):18-20.

[3]温和,文德，等.新型高效节能皂洗剂在针织染色中的应用研究[J].染料与染色,2010,47(5):34-38．

[4]刘元军,赵晓明，等.阳离子蛋白助剂WLS-20在活性染料染色棉织物皂洗中的应用[J].印染助剂,2015(5):36-40.

[5]李俊,董志炜.活性染料生物酶皂洗工艺的应用探讨[C].2005“汽巴精化杯”第二届全国中青年染整工作者论坛:103.

[6]刘明秋,陈海旭，等.高效皂洗酶在活性染色中的应用[J].印染助剂,2014(8):43-46.

[7]蔡苏英,岳仕芳.EurolanRP皂洗酶用于活性染料纯棉深浓色后处理的工艺探讨[J].印染助剂,2010,27(8):34-38．

[8]田恬,俞阳.皂洗酶在活性翠蓝P染色后处理中的应用[J].印染,2013,39(17)：32-34．

[9]范迪.印染废水处理机制与技术研究 [J].印染助剂,2006(23):18-20.

[10]周小虎.聚丙烯酸类防沾剂的合成及工艺研究[D].武汉纺织大学,2013.

[11]燕子.新型酸性皂洗剂的研制及应用[J].西安工程大学学报,2001,25(6)：781-784．

[12]李建华,郝云龙，等.活性染料皂煮净洗剂L-HY应用性能研究[J].针织工业,2007(2):57-59.

[13]陶然,付承臣，等.活性染料染色低水介质皂洗的可行性研究[J].纺织学报,2015(1):103-109.

Present Research Situation of Anti-staining Soaping Agent with Reactive Dyes

WANGBai-hui

(School of Textile and Materials, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048)

Abstract:The present research situation of anti-staining soaping agent with reactive dyes was introduced at home and abroad, the pros and cons of different types of soaping agents were analyzed and its research progress was explored.

Key words:reactive dyesanti-stainingsoaping

中图分类号：TS193

文献标识码：A

文章编号：1008-5580(2016)01-0154-04

收稿日期：2015-10-26

作者：王百慧(1988-)，女，硕士，研究方向：环保型多功能整理剂的研发及其在纺织品染整加工中的应用。