颜料染色具有工艺简单、流程短、污染小和成本低等特点,在全球能源日益紧张和环境保护意识越来越受到人们重视的前提下,研究超细颜料对棉织物染色显得尤为重要。

本课题先采用超声波分散技术制备了颗粒性质(粒径、电位和分子结构)不同的颜料分散体,然后将其应用于棉织物染色,详细探讨了颜料颗粒性质和棉织物染色性能之间的关系。 分散实验结果表明,超声波分散技术制备颜料分散体的较佳工艺为分散功率1200W,分散时间30min,颜料固含量20%,确定阴离子型分散剂LAS、非离子型分散剂FPE和阳离子型分散剂DPTS作为复配分散剂,分散剂总用量为30%。颜料分散体的Zeta电位可以通过改变复配分散剂中离子型与非离子型分散剂的比例来实现。在Zeta电位为负值的颜料分散体中,阴离子型分散剂比例越高,颜料分散体的Zeta电位越小,在Zeta电位接近0或者为正值的颜料分散体中,阳离子型分散剂比例越高,颜料分散体的Zeta电位越大。

在超声波作用功率一定的情况下,颜料的分散效率与分散时间、颜料分子结构等因素密切相关。分散时间越长,颜料分散体的粒径越小。对比分子结构不同的颜料分散体,其达到分散平衡的顺序依次是颜料黄22、颜料红14、颜料蓝15:3和颜料黑32。

稳定性实验结果表明,颜料的Zeta电位和颗粒大小是影响颜料分散体稳定性的主要因素,当颗粒大小相近时,Zeta电位绝对值大的颜料分散体,其离心稳定性和热稳定性好;当颜料颗粒Zeta电位相近时,颜料粒径越小,其离心稳定性和耐热稳定性越好;颜料分子结构对其稳定性影响不大。pH值在5至11范围变化时,颜料分散体的粒径基本没有变化,但其Zeta电位随pH值升高而降低。 染色实验结果表明,颜料颗粒的粒径和Zeta电位是影响颜料分散体染色性能的主要因素。

当颜料颗粒大小相近时,颜料颗粒Zeta电位越大,染色织物的K/S值越大,染色提升力和上染百分率越高,染色达到平衡所需的时间越短,棉织物染色牢度越好;当颜料颗粒Zeta电位相近时,颜料粒径越小,染色织物的K/S值越大,ΔE值越小,染色提升力和上染百分率越高,染色达到平衡所需时间越短,棉织物染色牢度提高;当粒径和Zeta电位基本一致时,颜料分子结构对颜料的染色性能影响不大,具有不同颗粒性质的颜料直接上染棉织物的方式均属于Langmuir吸附。