活性染料的耐氯牢度分析與應對措施

摘要：活性染料染色的棉及其混紡織物，在含活性氯的水中，會發生氯漂褪色；不同結構的染料，其變褪色的程度不同；以耐氯牢度提升劑處理，能避免活性染料受有效氯攻擊破壞而降解，有效提高棉織物的染色耐氯漂性能，染料結構不同，其提升效果也存有差異。

O 前言

活性染料因色譜齊全，染色纖維素纖維（棉）織物色澤鮮艷，具有較高的濕牢度而得到廣泛使用；自來水中的有效氯以及含氯洗滌劑的使用，會破壞棉織物上的染料，因此染色織物在與含有較高有效氯濃度的水洗過程中，紡織服裝發生染料降解而色變即氯漂褪色，使色澤鮮艷度下降以及顏色深度和色光發生變化；多數活性染料染色的棉織物，特別是淺色、鮮艷色或增白織物的耐氯色牢度經常難以滿足使用要求；如何提高活性染料染色織物的耐氯色牢度，一直是印染行業中重要研究問題。

1 耐氯色牢度

染棉用的活性染料存有耐氯浸牢度問題，即其染色物在含活性氯的水中浸漬，會發生變褪色（即氯漂褪色）；關于染料的氯浸變褪色機理，由于染料分子結構復雜多樣，染料與活性氯之間的化學反應，目前了解得并不十分清楚。但有一點是明確的，那就是染料分子結構中，如果有些部位（如-N＝）耐氯穩定性差，就容易被活性氯氧化破壞，其耐氯色牢度就會很差；也就是說，染料分子結構的耐氯穩定性是染料耐氯浸牢度好壞的決定性因素；因此，不同結構的染料其耐氯浸牢度往往也不一樣。

耐氯水色牢度，主要是模擬紡織品使用（游泳池）及洗滌過程中與有效氯接觸時，有效氯對織物顏色的破壞；如洗衣服的自來水中含有有效氯約1×10-6～20×10-6。此外，在歐美及較發達國等國家庭洗滌時，常用含氯洗滌劑對織物進行清洗，如果織物耐氯性差，則服裝服用性能大大下降。一般認為，活性染料耐氯牢度差是因為活性氯使染料--纖維共價鍵發生斷裂，甚至破壞染料的發色體系，造成織物染色深度和色光發生變化；因此，多數活性染料染色的棉織物，特別是淺色及鮮艷色織物的耐氯色牢度，經常難以滿足使用要求。

   當然，采用耐氯固色劑使特定組分或結構先于染料與活性氯發生反應，避免染料及染料--纖維共價鍵遭到破壞，從而提升染色織物的耐氯性能；為此，研究了活性染料的耐氯性能以及耐氯固色劑對活性染料耐氯色牢度的改善提升，成為紡織印染行業中重要研究課題。

2 耐氯色牢度的測試

    在較高要求和外銷色單中，對耐氯浸牢度的測試早就有明確的執行標準，如國際標準ISO 105-E03：1994標準《紡織品 色牢度試驗 第E03部分》、國家標準GB/T 8433-1998《紡織品 色牢度試驗 耐氯化水色牢度（游泳池水）》標準等；國標GB/T8433-1998耐氯化水色牢度的具體測試方法是：取染色（印花）試樣在次氯酸鈉溶液中浸漬（含有效氯20mg/L、50mg/L及100mg/L，調節pH值為7.5±0.05，浴比1:100），封閉容器后，在耐洗牢度測試機中，于27±2℃溫度下旋轉60min。取出試樣后脫水，室溫下懸掛柔光下晾干，參照GB/250-1995《評定變色用灰色樣卡》評定試樣褪變色等級。

說明：a.耐氯浸牢度試驗方法中，有效氯濃度有三檔，可根據要求選擇使用；活性染料色樣卡上通常是指有效氯20mg/L一檔；b.耐氯浸牢度與耐氯漂牢度的測試方法不同。因此，盡管這二種牢度都是衡量染料耐氯穩定性的好壞，但測試結果不同，其不可混淆。

    而耐氯漂牢度的測試方法是：取試樣10cm×4cm在次氯酸鈉溶液中，浸漬60min （含有效氯2g/L，用1.0g/L無水碳酸鈉調節pH值11.0±0.2，浴比1：50）。取出試樣后，用流動冷水充分沖洗，放入5g/L亞硫酸氫鈉溶液中攪動10min，再用冷水充分沖洗，擠干，在不超過60℃的空氣中干燥，而后用灰色變褪色樣卡評級。

3 活性染料的耐氯浸牢度

染料的氯變褪色（氯漂褪色）機理尚不十分清楚，活性染料結構和染色深度與耐氯色牢度的有關系，一般認為活性染料耐氯牢度差，是因為活性氯可使染料--纖維共價鍵發生斷裂，染料發色體系被破壞，也是染色織物深度和色光發生變化的原因；研究表明，活性染料分子母體結構中，若存在耐氯穩定性差偶氮染料的-N=N-的結構容易被活性氯氧化，以產生互變異構體的離解反應而引起（遭破壞）的，因此耐氯色牢度較差。同時，發現染料母體結構、染料與纖維中的金屬離子、活性基與染料母體的連接鍵以及染料－纖維共價鍵性質等，對染料的耐氯牢度均有影響。染料中絡合的重金屬離子，對活性氯和染料之間的氧化反應具有催化作用，會有利于加重染料的氯褪變色；除染料母體結構外，染料分子中的取代基對牢度也有一定的影響，例如，偶氮基鄰位有磺酸基的染料，其耐氯牢度都比較好。

在常規的棉用活性染料中，有許多染料的耐氯浸牢度很差；不能滿足耐氯浸牢度要求高的面料加工，現模擬國際標準ISO 105-E03：1994標準/國標國家標準GB/T 8433-1998試驗方法測試染料的耐氯浸牢度；試驗測試結果如表1。

表1 常規活性染料的耐氯浸牢度 

活性染料名稱及染色深度%(o.w.f) 耐氯浸牢度/級 

有效氯20mg/L 有效氯50mg/L 

從上表1可看出：

（1）常規中溫型活性染料三原色：黃色3RS、紅3BS活性染料，耐氯穩定性都較好；在有效氯20mg/L（27℃±2℃ 60min）條件下，耐氯浸牢度一般都可達到4～5級；唯有三原色藍Blue M-2GE表現差些，可達 3～4級。

（2）常用中溫型黃色活性染料GR、RNL耐氯浸牢度較差，Yellow RNL一般可達到3～4級；而Yellow GR表現更差些，僅有2～3級。

（3）常用中溫型紅色活性染料Scarlet 2G、Bril Red BB耐氯穩定性都較差，只能達到國際標（有效氯20mg/L）2～3級。

（4）常用藍色活性染料（如Turq.Blue G 、Navy Blue 2G及Grey RL等）大多數染料品種的耐氯表現較差；在同等（有效氯20mg/L 27℃±2℃ 60min）條件下，耐氯浸牢度只有3級左右（甚至2～3級）。

為此，需要三原色活性紅、黃、藍拼染的各種色澤，達到耐氯浸牢度（有效氯20mg/L）3～4級要求，只要正確選用染料，是完全可能的（唯有染黑色，當前還有問題）；但一些色澤鮮艷或較淺色系列，其耐氯牢度只能達2級甚至更低。

為解決活性染料染色織物耐氯色牢度差的問題，可選擇一些較高耐氯色牢度的活性染料，但其色譜不全，尚不能滿足廣泛使用要求；而使用能夠提高活性染料耐氯色牢度的提升助劑處理染色織物，就顯得尤為重要。

4 耐氯提升劑對活性染料耐氯色牢度的影響

將耐氯牢度（固色）提升劑施加于織物上后，可捕捉有效氯活性氯并與活性氯反應，有效抵抗有效氯對染料結構的破壞，從而避免或減少對染料的破壞；耐氯固色劑的固色機理是在保證固色性能的前提下，使特定組分或結構先于染料與活性氯發生反應，避免染料及染料－纖維共價鍵遭到破壞而起到保護作用，從而提升染色織物的耐氯性能。能夠提升耐氯牢度的物質一般為抗氧化性物質或樹脂，以及能夠吸收有效氯的多胺類物質；抗氧化性物質或樹脂具有較低的氧化電位，氧化速率比染料高，可防止活性氯（次氯酸）對染料偶氮結構的破壞，此類物質有多元酚、間苯二酚、氫醌、聯苯二酚和多羥基苯甲酸等；酚類化合物存在環保問題，故目前開發的耐氯固色劑大多為多胺類化合物。

活性染料耐氯提升劑Untratex PCL是一陽離子類聚合物，具有特殊的嵌段結構可捕捉有效氯，能夠與纖維素纖維牢固結合，抵抗有效氯對染料結構的破壞，避免活性染料受有效氯攻擊破壞而降解，有效提高棉和棉混紡織物的耐氯漂性能；活性耐氯提升劑Untratex PCL在棉染色織物（針織物、梭織物及紗線等）上的應用，可采用浸漬法（1.50～3.50% o.w.f）和浸軋法（10～30g/L）進行整理，處理后染色織物耐氯牢度可在原來基礎上提高1～2級，色差較少△E<0.79，能滿足客戶較高要求的耐氯牢度。

4.1耐氯提升劑Untratex PCL具體推薦使用：

A、浸漬法

 工藝條件：

工藝流程：

配制工作液→浸漬處理→脫水→烘干→測試。

B、浸軋法

工藝條件：

工藝流程：

配制工作液→浸軋工作液（一浸一軋）→烘干（適當熱處理）→測試。

選擇常規活性染料染色樣，按4.1推薦使用B浸軋工藝，采用30g/L用量Untratex PCL耐氯提升劑進行整理，測試（經Untratex PCL整理和未整理染色樣）耐氯水色牢度ISO 105-E03 50mg/L有效氯；試驗測試結果見表2。

表2 耐氯提升劑PCL對活性染料的耐氯浸牢度提高 

活性染料名稱及染色深度%(o.w.f) 耐氯浸牢度/級 有效氯50mg/L 

染色原樣 PCL處理樣 

由上表2可知，Untratex PCL耐氯牢度提升劑可有效地抵抗有效氯對染料結構的破壞，從而提高棉織物活性染料的耐氯漂性能，使染料耐氯化水色牢度提升；耐氯牢度提升劑PCL用量為3.0～4.0%（o.w.f），牢度可以達到3～4級以上，可提高棉織物的耐氯浸牢度2級左右；當然，隨著Untratex PCL耐氯提升劑用量增加，其牢度提升也呈現增高趨勢，但用量為4.0%時，總體提升不大；另外織物固色色變有所增大，考慮到實際的牢度需要及成本，對于耐氯牢度較差的活性染料染色織物，推薦耐氯固色劑Untratex PCL用量為4.0%（o.w.f）；耐氯牢度提升劑Untratex PCL表現較好的的固色效果，明顯提升棉織物耐氯浸色牢度，滿足客戶對氯化水色牢度的要求。

5 結語 

5.1活性染料染纖維素（棉）纖維織物存在耐氯漂褪色問題，不同結構的活性染料耐氯化水色牢度是有差異的，欲提高棉織物活性染料的耐氯浸牢度，最有效的途徑是：a、選用耐氯色牢度好的活性染料染色；b、有針對性的選擇提升性能好的耐氯牢度提升劑固色處理。

5.2環保高效型Untratex PCL耐氯牢度提升劑使用方便，適用于各類活性染料染色、印花織物的浸軋或浸漬工藝，有效提升棉織物耐氯牢度，并對濕摩擦、耐洗牢度有一定的改進效果，同時具有一定的耐洗性和環保性。

5.3 盡管耐氯浸牢度與耐氯漂牢度都是衡量染料耐氯（耐氯水色牢度即耐氯漂褪色）穩定性的好壞，但測試方法不同而結果也不同，其不可混淆。