专家支招解决企业难题

　　□对话人：宋心远 东华大学教授 章杰 中国染料行业协会教授级高工 王明亮 达利（中国）有限公司工业工程部副经理

　　第八届全国染色学术研讨会互动讨论环节中针对部分企业提出的技术问题，专家组进行了集体的讨论和解答，记者将企业提问较多，较为关注的焦点问题的解答进行了梳理和归整，将通过你问我答栏目向行业普及。本期将关注混纺纤维涂料染色时出现纤维染色差大、等离子体改性技术及部分企业出现的镍超标问题。

　　王明亮：我公司丝棉混纺纱线在进行涂料染色过程中出现丝深棉浅的问题，请问该问题的成因是什么，应如何解决？

　　宋心远：丝棉织物在涂料染色过程中出现丝深棉浅的现象，主要是因为电荷问题没有解决。因为涂料染色和染料染色的的染色机理不一样，涂料与颜料是不一样的，涂料在经过合成、细化等过程中一定要加入分散剂或者活性剂，才能保证涂料颗粒不会在水中出现团聚和沉淀现象。

　　由于涂料生产厂家不知道染整厂家需要什么样的助剂，因此对影响涂料性能最关键的两种因素——涂料颗粒的极性和电荷性的处理不够好。据我了解，过去用于纺织涂料印花的涂料,为了保险起见用的都是非离子型的分散剂，非离子型的分散剂可以保证涂料均匀分散不会发生沉降现象，但是在染色过程中，对不经过阳离子改性纱线的着色影响非常大。其实，纤维在水中时其表面都会带有电荷，丝和棉所带的电荷是不一样的。

　　另一个原因是丝和棉的结构组成也大不一样，丝的表面比较光滑平整，特别是脱胶以后的丝表面更加光滑；棉的表面则比较粗糙，有一些纵向的裂缝。

　　丝的颜色深主要是因为丝是蛋白质纤维，在pH值＜4.5的溶剂里，丝的表面带正电荷；pH值在4.5左右时不带电；pH值＞4.5时带负电荷，这也是丝绸和羊毛为什么要在酸性条件下进行染色的原因，由于在酸性条件下，丝和毛的氨基比较多，随着pH值的上升，羧基会逐渐增多；当pH值达到4.5左右时，氨基和羧基的数量基本相同，正电荷和负电荷中和，丝的表面就不再带有电荷。现在的涂料颗粒在pH值＜5时主要带负电荷，随着pH值的降低，负电荷会越来越多。可见在pH值＜4.5时，丝的表面带正电荷，涂料颗粒带负电荷，正电荷与负电荷相互吸引结合，这就是丝染色较深的主要原因。

　　所以在丝和棉的涂料染色过程中，如果pH值偏酸性，那么丝吸引的涂料颗粒会更多，颜色也就更深，同时粘合剂对丝的粘合作用比对棉的要强，这就可以解释在烘干以后丝的染色不仅深而且牢固。

　　虽然同为蛋白质纤维，羊毛因为表面鳞片的影响，其染色就没有丝的颜色深，也没有丝的牢固。

　　因此想要实现将丝和棉的混合纤维均匀染色，必须对棉纤维进行阳离子改性，当阳离子改性剂的量较少时，丝的颜色会比较深，阳离子改性剂的量提高到一定程度，丝和棉的染色效果逐步接近，最终会达到统一。由于丝也有很多和阳离子改性剂反应的基团，但是丝的羟基数量要比棉少，少量的阳离子改性剂会先和丝发生反应，特别是在弱碱性条件下改性剂总是先和丝发生反应，只有阳离子改性剂的量比较高时才会和棉纤维反应，最终实现棉纤维的阳离子改性处理。

　　由此可见，生产中一定要对棉纤维进行阳离子改性，让棉纤维表面带正电荷才能实现均匀染色。其实，现在阳离子改性剂很多企业都在做，但是集中反映出的问题是改性不够充分，主要原因是阳离子改性剂的分子量比较低，由于纤维表面原始的负电荷数量很少，改性剂对纤维的吸附能力很弱，因此还需要对纤维进行低温等离子体改性，通过低温等离子体改性以后，纤维表面的负电荷会明显增多，然后通过阳离子改性剂进行阳离子改性，这样实现的改性是永久的，在偏碱性的条件下进行染色时，棉纤维的颜色就会明显变深，由于改性后的结合力也变强，因此染色的色牢度在不用粘合剂的情况下也会提高半个等级。

　　我希望涂料生产厂家测试一下涂料颗粒的电位和涂料颗粒系数分布，现在最新生产的涂料颗粒系数分布主要集中在0.15微米左右，涂料的染色牢度很强。我们现在的涂料主要应用在低档、不鲜艳的织物上，未来涂料要向高档、多组分、功能性的方向发展，才能实现经济和社会效益的显著提高。

　　王明亮：等离子体处理受到真空、高压等条件的制约。请问等离子处理可以在实际生产中实现吗？

　　宋心远：等离子体有很多种，我所讲的等离子是大气常压等离子体，严格讲和物理学中的等离子体是不一样的，物理学中的等离子产生条件可能需要真空或惰性气体条件下才能产生。我讲的大气常压等离子体可以在大气场下将大气离解，产生阳离子、阴离子还有其他离子的粒子流。同时，在等离子体对纤维改性时要特别注意氧气，因为没有氧气很难对纤维产生氧化改性。

　　王明亮：改性以后如何判断纤维的改性是否充分？

　　宋心远：主要还是看纤维的特性，第一是纤维表面的亲水性；第二是纤维表面的电子在高倍显微镜下的可视情况；第三测试纤维的电位，带什么电位，电位的高低，这个测试需要比较专业的设备，具体如何判断阳离子改性是否充分，需要专业的检测手段和仪器，我建议你们公司和专业的检测机构合作进行。

　　王明亮：有些产品为什么会突然出现镍超标，该如何预防？

　　章杰：镍是16种国际上禁用和限用的重金属，在纺织品里偶尔会被发现超标，因此镍不是现在主要的控制对象。

　　镍产生的原因两个，第一是设备造成，尤其是不锈钢设备会含有镍，在使用过程中由于化学反应，镍会出现在纺织品中；第二镍往往和其他重金属混合在一起，如果早期染整环节反应不够充分，镍也会流失到纺织品中去，所以当产品发现含镍时，镍的量一般很少。总的来说，镍的来源主要是不锈钢设备和一些无机化合物的染料。

　　目前镍的去除比较困难，没有专门的镍固定剂，但是铬有专门去除铬的铬固定剂，这种情况出现的不是很多，你不妨拿铬固定剂尝试一下，如果可以实现络合就可以解决镍超标的问题。