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染料疏散剂_图

  染料分散剂_纺织/轻工业_工程科技_专业资料。染料分散剂 Contents 1 染料概述 染料分散剂概述 木质素染料分散剂 2 3 4 展 望 2 染料是能使纤维和其他材料着 色的物质,它应具备不易脱色、 变色,上染率高,染色均

  染料分散剂 Contents 1 染料概述 染料分散剂概述 木质素染料分散剂 2 3 4 展 望 2 染料是能使纤维和其他材料着 色的物质,它应具备不易脱色、 变色,上染率高,染色均匀等 特点。 3 按性质及应用分类 不溶性 偶氮染料 分散染料 染料 硫化染料 还原染料 活性染料 可溶性 染料 直接染料 4 半成品还原染 料颗粒粒径约 100μm 分散剂 粒径 2μm 5 纺织助剂的发展 现在 ?西欧和日本依然占据世界 纺织印染助剂市场的支配 地位 19201940 1916 ?各种表面活性剂 ?二异丙基萘磺酸钠 ?硫酸化蓖麻油 1870 1870年 以前 ?肥皂、动植物油、淀粉等 6 纺织助剂的发展 1950年 洗涤剂 世界第一 印染布生产国 2012年 7 还原染料的染色方法及工艺 ?一、还原染料隐色体染色工艺 染料预还原→浸染或卷染→水洗→氧化→皂洗→水洗 ?二、还原染料悬浮体轧染工艺 浸轧染料悬浮液→烘干→浸轧还原液→汽蒸→水洗→氧 化→皂煮→水洗→烘干 8 染料的分散过程 1 ?润湿是指固相与液相的 接触作用。 ?固体颗粒的润湿过程主 要取决于颗粒表面与液 体的极性差异。 ?润湿性通常用润湿接触 角θ来度量。 ?为了满足润湿原则,需 要添加润湿剂,以尽可 能降低润湿接触角θ。 2 ?解聚是指通过机械或超 声波等方法,使较大的 颗粒聚集体分散为较小 的颗粒。 ?根据分散方法的不同, 可分为物理分散和化学 分散。 3 ?稳定化过程是使解聚的 细微粒子在特定的介质中 稳定下来,即形成分散体。 ?聚集体解聚后,固体颗 粒浸入液体介质中时,颗 粒间存在两种不同状态: 团聚体和分散体。 ?稳定化是影响整个分散 效果的关键。 液体润湿粉末 颗粒团聚体的解聚 分散体的稳定化 9 Contents 1 染料概述 染 料分散剂概述 2 3 4 木质素染料分散剂 展 望 10 ?近些年世界纺织市场上出现了许多具有特殊性能和 高附加价值的绿色纤维(如Tencel纤维、聚乳酸纤 维、聚对苯二甲酸丙撑酯纤维),为适应新纺织纤 维,新型染料的研发成了必然趋势,而与之相应的 染料分散剂需同步发展。 ?分散剂(Dispersant)是一种能提高和改善固体或 液体物料分散性能的助剂。它是加工助剂中量大面 广、发展较快的一类。它同时具有亲油性和亲水性 两种基团,因此,常用的分散剂都是表面活性剂。 11 染料分散剂的作用机理 离子型分散剂,由于溶解而电离,其活性 基团的亲油基趋向染料,亲水基趋向于水, 因此在染料颗粒表面包有一定排列方向的 相同电子层,彼此互相排斥,阻止颗粒沉 降,而使染料悬浮保持分散稳定。 非极性基指向染料颗粒,形 成配向吸附,极性部分指向 水液,产生水合作用,因而 也起着阻止颗粒凝聚沉降的 作用。 阴离子型 阳离子型 两性型 非离子型 12 染料分散剂的分类 萘系磺酸 甲醛缩合物 木质素磺酸盐类 聚合物分散剂类 ?萘系磺酸盐甲醛缩合物染料分散剂用于分散染料的后加工,以保 持不溶性染料成为水-染料的分散体系,而达到分散染料染色的目 的。 ?具有较好的耐热及低温分散性,也具有良好的砂磨性能。 ?这类分散剂虽然是最老的一类,但由于它具有独特性能,生产工 艺简单、成熟,价格低廉等优点,至今仍在染料后加工和其它行 业中大量使用。 13 染料分散剂的分类 萘系磺酸甲醛缩合物 ?第一次世界大战时,德国巴斯夫公司(BASF)第一个申请萘磺 酸甲醛缩合物做分散剂的专利。到第二次世界大战前,制造技术 才成熟。其后各生产厂家相继出现此类产品,商品牌号如Setamol、 Tamol、Leukanol、Daxal等。 ?日本有许多专利都是基于对萘系分散剂的改性研究。将萘磺酸和 烷基萘磺酸按不同比例混合,再用甲醛缩合,制得分散剂。 ?我国从五十年代开始生产β-萘磺酸甲醛缩合物(分散剂N)。七 十年代初,又研制成功甲基萘磺酸甲醛缩合物(分散剂MF)和 苄基萘磺酸甲醛缩合物(分散剂CNF)。 14 染料分散剂的分类 木质素磺酸盐类 ?木质素磺酸盐类分散剂是木质素的衍生物。 ?木素磺酸盐特性黏度和电镜观察结果表明:木素磺酸盐分子是大 约有50个苯丙烷单元组成的近似于球状三维网络结构体,中心部 位为未磺化的原本木素三维网络分子结构,中心外围分布着被水 解且含磺酸根的侧链,最外层是由磺酸根的负离子形成的双电子 层。木素磺酸盐是同时含有C6 ~ C3疏水骨架和磺酸以及其他亲 水性基团的阴离子表面活性剂。 15 木质素磺酸盐分散剂特点 木质素磺酸盐 分散剂 优点: ?分散性能好 ?资源丰富价格低廉 ?能使溶液表面张力 降低 ?对表面张力的抑制 作用不大,也不会 形成胶束 缺点: ?对纤维有一定沾污性 ?对部分偶氮染料有还 原性 16 染料分散剂的分类 木质素磺酸盐类 ?这类分散剂种类很多,如美国Westvaeo公司的Reax系列产品, 我国的分散剂M-9、M-14产品。 ?木质木素磺酸盐类分散剂的用量占95%以上,我国只占30%左右, 可见其具有很大的应用潜力,改性木质素磺酸盐类分散剂的研究 成为当今的热点。 17 染料分散剂的分类 聚合物分散剂类 ?聚合物分散剂由于空间位阻作用以静电斥力而表现出更好的 分散性能,从而受到广泛研究。 ?该类分散剂是采用单体,引发剂,链转移剂等接枝共聚而成 的高聚物。 ?Haldankar等对高聚物分散剂进行研究,该项发明研究对于 制备聚合物染料分散剂的方案选择提供了帮助。 18 国内外染料分散剂的重要品种 ?国外染料分散剂 ?有资料介绍,70-80年代的十几年问是木质素技术发 展硕果累累的年代,据统计,有大约100多篇美国专 利发表,推荐用于染料的木质素磺酸盐分散剂多达数 十个。 ?国外发表的有关染料分散剂的专利,基本类型仍 然以萘系磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸盐为主。 ?欧、美、俄、日等国木质素磺酸盐的年产量已 超过了20万吨,且以9%的年增长率增长,而 且还在不断地开发新产品,拓展新的应用领域。 ? 如美国Westvaeo公司、挪威BLT公司、加拿大Reed 公司是世界上生产和销售木质素磺酸盐产品最大的公 司。 19 国内外染料分散剂的重要品种 ?国外染料分散剂 ?美国Westvaeo公司是世界一流的基于硫酸盐木质 素的纺织染料分散剂生产商,适用于分散染料和 还原染料。其突出产品有HyAct、REAX系列、 UFOXANE RG。 ?加拿大Reed公司生产的木质素磺酸铵盐 ,较其它磺酸盐对提高染料溶解度更为 有效,主要产品有Lignosol TSF, Lignosol TSD,Lignosol TSF-65及 Lignosol SFX-65等。 20 国内外染料分散剂的重要品种 ?国内染料分散剂 ?我国染料分散剂的年产量有2万多吨,其中甲基萘 磺酸甲醛缩合物分散剂(MF)年产量1.2万多吨。 萘磺酸甲醛缩合物分散剂NNO为2800多吨,木质素 磺酸钠6600多吨,分散剂S300多吨。 ?我国染料分散剂主要以萘系分散剂为主,其 次是木质素分散剂,具有品种单一的缺陷, 且萘系分散剂的制备面临着石油原料短缺的 困境。新品种的研发迫在眉睫。 21 Contents 1 染料概述 染料分散剂概述 木质素染料分散剂 2 3 4 展 望 22 ?木质素是地球上排 在纤维素、甲壳素之 后存在量第三位的有 机物 1 ?每年全世界由植物 生长可产生1500 亿 吨木质素。 2 3 ?农作物秸秆每年有5 ~6 亿吨 . ?我国在回收利用木质素 4 方面的工作还未受到应有 的重视。除小部分木质素 被提取利用外,大部分都 被造纸厂烧掉回收废液中 的无机物,或者干脆将其 排入江河湖泊 23 按照蒸煮工艺的不同分类: 碱木素 ?用硫酸盐法蒸煮得到 ?由于水溶性差难以利用 木质素磺 酸盐 ?用亚硫酸法蒸煮得到 ?磺酸根是决定木素磺酸盐性质 的重要官能团。 24 木质素磺酸盐 ?木素磺酸盐能使溶液 表面张力降低,但是对 表面张力的抑制作用不 大,不会形成胶束。 1 ?木素磺酸盐主要 用作分散剂。其 中的亲水基团具 有良好的润湿、 分散作用,被广 泛用在染料工业、 涂料工业、石油 工业等行业。 ?在印染工作中,木 素磺酸钠主要用作 染料、颜料的分散 剂,使之易溶于水 或醇类。 2 3 25 木质素染料分散剂的研究现状 ?国外的分散染料加工助剂中木素磺酸盐类分散剂的用量 占95%以上,我国只占30%左右 ?有文献表明,以松木硫酸盐木质素类分散 剂为原料合成染料分散剂。 ?硫酸盐木质素类分散剂经亚硫酸盐磺化或 亚硫酸盐- 甲醛磺甲基化,再用环氧氯丙烷 将部分酚羟基封闭,同时使木质素类分散剂 分子间交联,得到改性木质素类染料分散 剂。 26 木质素染料分散剂的研究现状 ?程立勇和张剑雄介绍了马尾松硫酸盐木质素磺 酸钠应用于分散蓝ZBLN、分散黄RGFL、分散 藏青HGL、分散橙SRL、分散红玉S-2GFL 等的 技术特点。 27 1 ?用量一般为原染料的25 %~110%。用量不但要 考虑成本,还要根据木质 素磺酸钠的磺化度来决定 2 ?碱性分散染料的pH 值在8~8.5 ?酸性分散染料的pH 值在5.5~6 3 ?合成分散剂没有一种能适应各 种分散染料的加工,而硫酸盐 木质素磺酸钠却能通过控制磺 化剂的用量、磺化反应的温度 和时间来生产不同的磺化度产 品,供各种分散染料加工选择 技术特点 4 ?通过酚醛缩聚反应,提高木 质素磺酸钠的聚合度,从而 使其稳定性提高,粘性增加 ,闭合酚羟基,阻止转变为 醌型,显著地改善其粘污性 能。 28 木质素染料分散剂的研究现状 ? 生产过程: ? Dilling 等用伯胺盐改 性的木质素磺酸盐,它 对各种染料有良好的 相容性以及耐高温性 能,提高了其作为研磨 助剂和分散剂的使用 性能与分散等级。 将干燥的木质素类分 散剂粉末逐步添加到 40 ℃水中,制得 20%~25%的水溶液, 然后用 50%的 NaOH 溶液调整 pH 值至 10.6,再用伯胺处理, 然后加入等浓度的甲 醛并加热到 90 ℃保 温 3~12h。 ? 合成的改性木素 磺酸盐中含有叔 胺基团,有效地 保护了染料颗粒, 显示出优良的分 散性能和热稳定 性能。 29 木质素染料分散剂的研究现状 ? Dilling用聚乙二醇环氧醚 EO1、EO- 2、EO- 3 作为分散 助剂,可与木质素磺酸盐复配 使用。但复配不能改变木质素 磺酸盐分子中的亲水、亲油基 团及其表面活性,且价格较高。 ? Dilling等利用胺化合物如:三乙醇 胺,二乙胺通过离子交换反应改性 木素磺酸钠,作为偶氮染料体系的 分散剂。 ? 优点:能大大降低偶氮染料的失色, 胺离子能使木素分散剂稳定并抑制 偶氮染料体系中染料的还原。 30 Contents 1 染料概述 染料分散剂概述 木质素染料分散剂 2 3 4 展 望 31 展 望 ?国内生产的木质素磺酸盐(如 M-9、M-14等)是酸法制浆废液 经简单物理和化学方法处理而得 , 仍然改变不了原木质素磺酸盐 一些缺点,如品种单一, 质量不 稳定。 32 展 望 ?“十二五”发展规划纲要中提到, 染料工业要面对着巨大的低碳经济、 循环经济、节能减排的压力,染料工 业在“十二五”期间的发展必须由依 靠资源投入向更多依靠科技进步和人 才驱动转变,由注重经济规模向注重 发展质量转变,由高碳增长向低碳增 长转变,由损害生态环境的增长向环 境友好增长转变。 33 Thank You!

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