專家支招解決企業難題

　　□對話人：宋心遠 東華大學教授 章杰 中國染料行業協會教授級高工 王明亮 達利（中國）有限公司工業工程部副經理

　　第八屆全國染色學術研討會互動討論環節中針對部分企業提出的技術問題，專家組進行了集體的討論和解答，記者將企業提問較多，較為關注的焦點問題的解答進行了梳理和歸整，將通過你問我答欄目向行業普及。本期將關注混紡纖維涂料染色時出現纖維染色差大、等離子體改性技術及部分企業出現的鎳超標問題。

　　王明亮：我公司絲棉混紡紗線在進行涂料染色過程中出現絲深棉淺的問題，請問該問題的成因是什么，應如何解決？

　　宋心遠：絲棉織物在涂料染色過程中出現絲深棉淺的現象，主要是因為電荷問題沒有解決。因為涂料染色和染料染色的的染色機理不一樣，涂料與顏料是不一樣的，涂料在經過合成、細化等過程中一定要加入分散劑或者活性劑，才能保證涂料顆粒不會在水中出現團聚和沉淀現象。

　　由于涂料生產廠家不知道染整廠家需要什么樣的助劑，因此對影響涂料性能最關鍵的兩種因素——涂料顆粒的極性和電荷性的處理不夠好。據我了解，過去用于紡織涂料印花的涂料,為了保險起見用的都是非離子型的分散劑，非離子型的分散劑可以保證涂料均勻分散不會發生沉降現象，但是在染色過程中，對不經過陽離子改性紗線的著色影響非常大。其實，纖維在水中時其表面都會帶有電荷，絲和棉所帶的電荷是不一樣的。

　　另一個原因是絲和棉的結構組成也大不一樣，絲的表面比較光滑平整，特別是脫膠以后的絲表面更加光滑；棉的表面則比較粗糙，有一些縱向的裂縫。

　　絲的顏色深主要是因為絲是蛋白質纖維，在pH值＜4.5的溶劑里，絲的表面帶正電荷；pH值在4.5左右時不帶電；pH值＞4.5時帶負電荷，這也是絲綢和羊毛為什么要在酸性條件下進行染色的原因，由于在酸性條件下，絲和毛的氨基比較多，隨著pH值的上升，羧基會逐漸增多；當pH值達到4.5左右時，氨基和羧基的數量基本相同，正電荷和負電荷中和，絲的表面就不再帶有電荷?，F在的涂料顆粒在pH值＜5時主要帶負電荷，隨著pH值的降低，負電荷會越來越多?？梢娫趐H值＜4.5時，絲的表面帶正電荷，涂料顆粒帶負電荷，正電荷與負電荷相互吸引結合，這就是絲染色較深的主要原因。

　　所以在絲和棉的涂料染色過程中，如果pH值偏酸性，那么絲吸引的涂料顆粒會更多，顏色也就更深，同時粘合劑對絲的粘合作用比對棉的要強，這就可以解釋在烘干以后絲的染色不僅深而且牢固。

　　雖然同為蛋白質纖維，羊毛因為表面鱗片的影響，其染色就沒有絲的顏色深，也沒有絲的牢固。

　　因此想要實現將絲和棉的混合纖維均勻染色，必須對棉纖維進行陽離子改性，當陽離子改性劑的量較少時，絲的顏色會比較深，陽離子改性劑的量提高到一定程度，絲和棉的染色效果逐步接近，最終會達到統一。由于絲也有很多和陽離子改性劑反應的基團，但是絲的羥基數量要比棉少，少量的陽離子改性劑會先和絲發生反應，特別是在弱堿性條件下改性劑總是先和絲發生反應，只有陽離子改性劑的量比較高時才會和棉纖維反應，最終實現棉纖維的陽離子改性處理。

　　由此可見，生產中一定要對棉纖維進行陽離子改性，讓棉纖維表面帶正電荷才能實現均勻染色。其實，現在陽離子改性劑很多企業都在做，但是集中反映出的問題是改性不夠充分，主要原因是陽離子改性劑的分子量比較低，由于纖維表面原始的負電荷數量很少，改性劑對纖維的吸附能力很弱，因此還需要對纖維進行低溫等離子體改性，通過低溫等離子體改性以后，纖維表面的負電荷會明顯增多，然后通過陽離子改性劑進行陽離子改性，這樣實現的改性是永久的，在偏堿性的條件下進行染色時，棉纖維的顏色就會明顯變深，由于改性后的結合力也變強，因此染色的色牢度在不用粘合劑的情況下也會提高半個等級。

　　我希望涂料生產廠家測試一下涂料顆粒的電位和涂料顆粒系數分布，現在最新生產的涂料顆粒系數分布主要集中在0.15微米左右，涂料的染色牢度很強。我們現在的涂料主要應用在低檔、不鮮艷的織物上，未來涂料要向高檔、多組分、功能性的方向發展，才能實現經濟和社會效益的顯著提高。

　　王明亮：等離子體處理受到真空、高壓等條件的制約。請問等離子處理可以在實際生產中實現嗎？

　　宋心遠：等離子體有很多種，我所講的等離子是大氣常壓等離子體，嚴格講和物理學中的等離子體是不一樣的，物理學中的等離子產生條件可能需要真空或惰性氣體條件下才能產生。我講的大氣常壓等離子體可以在大氣場下將大氣離解，產生陽離子、陰離子還有其他離子的粒子流。同時，在等離子體對纖維改性時要特別注意氧氣，因為沒有氧氣很難對纖維產生氧化改性。

　　王明亮：改性以后如何判斷纖維的改性是否充分？

　　宋心遠：主要還是看纖維的特性，第一是纖維表面的親水性；第二是纖維表面的電子在高倍顯微鏡下的可視情況；第三測試纖維的電位，帶什么電位，電位的高低，這個測試需要比較專業的設備，具體如何判斷陽離子改性是否充分，需要專業的檢測手段和儀器，我建議你們公司和專業的檢測機構合作進行。

　　王明亮：有些產品為什么會突然出現鎳超標，該如何預防？

　　章杰：鎳是16種國際上禁用和限用的重金屬，在紡織品里偶爾會被發現超標，因此鎳不是現在主要的控制對象。

　　鎳產生的原因兩個，第一是設備造成，尤其是不銹鋼設備會含有鎳，在使用過程中由于化學反應，鎳會出現在紡織品中；第二鎳往往和其他重金屬混合在一起，如果早期染整環節反應不夠充分，鎳也會流失到紡織品中去，所以當產品發現含鎳時，鎳的量一般很少?？偟膩碚f，鎳的來源主要是不銹鋼設備和一些無機化合物的染料。

　　目前鎳的去除比較困難，沒有專門的鎳固定劑，但是鉻有專門去除鉻的鉻固定劑，這種情況出現的不是很多，你不妨拿鉻固定劑嘗試一下，如果可以實現絡合就可以解決鎳超標的問題。