技術|紡織人常識之染料是怎麽樣製造出來的!

2019年03月24日 紡織百科 311 views

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染料加工技術發展曆程染料品種繁多,但是就其商品的物理形態而言,可以分為固狀、液狀及漿狀。還可以進一步分為:

固狀染料———粉狀、顆粒狀、無粉塵粉狀、塊狀、片狀、短柱狀;液狀染料———水溶性液狀、分散體;漿狀染料———固/液混合體。

染料是有機化合物,往往在有液體存在的條件下完成化學反應,為此世界上第一支合成染料首先是以液狀形態出售的,當然,最初染料質量同現在比相差甚遠,隻能認為是今天液狀染料的原始形態。當時大約有20%的商品為液狀,而這些液狀染料主要是還原染料和媒染染料。

到1923年,英國人首先把經過選擇的助劑加入到原染料中並經過粉碎,製成了不溶性分散染料水溶液的分散體。到1910年,大部分染料把水分除去後加工成一定規格的細粉狀。

據1924年文獻介紹,當時大約有80%的染料加工成細粉狀,還原染料已經製成了粒度分布較廣,從極細到50um的粉狀染料商品。但最初的粉狀染料存在粉塵飛揚嚴重、潤濕性能差的缺點。

1930年以後,分散體型態的染料得到了進一步發展,但仍然存在染料易沉澱和貯存穩定性差的缺點。

現在的液狀染料經過優化加工配方後各種性能有了明顯提高,貯存時間可以達到半年以上不變質,液狀染料以加工費用低,使用方便而得到不斷發展。

從1950年以後,砂磨機的出現推動了後處理技術的發展,采用砂磨機進行濕式研磨,可以得到粒度更細、分布更窄的顆粒。並改進了加工配方,使染料的基本粒子達到1um 左右,采用新工藝新設備生產的產品質量有了明顯提高,非水溶性染料的加工取得了較大的進展。

隨著化工機械、化工設備的進步,開始出現了顆粒狀染料。顆粒狀染料的表觀粒度為100~300um,有空心顆粒也有實心顆粒,他的流動性、潤濕性、分散性都優於粉狀染料,同時又克服了粉狀染料粉塵飛揚的缺點,這種劑型一出現立即受到生產和應用部門的歡迎,現在許多染料都加工成顆粒狀商品。

染料加工

染料加工技術的研究內容主要包括對原染料的測定及處理、加工助劑性能的研究、加工設備的設計及選用和加工工藝的研究。

如果說後處理技術複雜,主要是因為它的規律性不強,個性多,共性少,很難總結出定量的規律。所以人們說染料加工技術是科學、技術、經驗的結合。

一、染料加工有如下特點

①處理的品種多,因為染料是精細化工產品,一般生產噸位不大,品種多,加工方法有一定差異,所以工藝和設備也就相當複雜;

②染料廠需要根據市場情況調整劑型或更換品種,要求加工設備應有一定的適應能力,生產裝置多功能化,有較強的機動性;

③技術含量高,加工後處理包括多方麵內容,也涉及多門專業知識,在加工過程中既有物理變化又有化學變化,許多因素既相互聯係又相互製約;

④產品質量要求高,商品染料有多項經濟技術指標,有些已經製定了國家標準,生產條件苛刻,要求操作穩定,操作者應有較高的素質和較強的責任感。

二、染料加工涉及幾個方麵的內容

2.1 原染料的分析

這裏所說的原染料分析是指為了染料加工的需要,對原染料的理化性質進行測試和分析。經過多年的研究發現,後處理絕不是簡單的物理過程,在對染料加工之前首先要對原染料的強度、色光、親水性、晶型、能級、雜質含量等許多指標進行分析,為確定出合理的加工工藝提供基礎數據。

染料合成後,經液固分離為後處理車間提供原染料濾餅,後處理車間接到濾餅後首先對原染料進行測試。

不同的染料品種,不同的合成工藝,甚至相同品種不同生產廠家,相同生產廠家不同生產批次,產品質量都可能有一些差異,每一批染料都要進行全麵測定,隻有這樣才能製定出一套正確的加工方法。

2.2 加工助劑

所謂染料加工助劑是在染料加工後處理過程中,加入的有助於提高特定染料商品劑型性能(如分散性、熱穩定性、防塵性、防凝聚、助溶等)或有利於提高給定性能(如勻染、促染、增深等)及染在纖維上的性能(如固色、柔軟等)的物質,增強耐熱性、保持或提高分散體穩定、防止染料凝聚、有助於提高染色勻染性的物質。

商品化加工離不開助劑,對加工助劑的性能不了解就無法優化加工配方。正確使用助劑可以提高染料質量,降低生產成本,提高染料的附加值。

近年來,用於染料加工的助劑已經發展到幾百種之多,用量最大,而且對加工結果起重要作用的分散劑品種更在逐年增多,理化指標及經濟指標也各不相同。如木質素分散劑,已經能生產出不同分子量、不同磺化度的多個係列品種,可以根據需要選擇最合適的品種。

對於非水溶性(分散、還原)染料的加工,需要加入大量助劑以調整強度和其他方麵的性能,助劑品種很多,用在不同染料中所表現出的性質也不盡相同,助劑性能以及理化指標決定他的使用範圍。隻有了解性能才能正確使用,研究助劑的配伍性使助劑在配方中發揮最佳作用是後處理技術研究的內容之一。

2.3 加工設備

加工設備(後處理設備)是完成後處理操作的重要手段,合理的設計、選用加工設備是能否成功完成後處理操作的首要條件。可以說,後處理技術的發展離不開設備的進步。

換言之,設備的發展也在推動著後處理技術的不斷發展。在染料加工中,超濾和反滲透膜的使用對水溶性染料的脫鹽,提高純度起著重要作用。超微粉碎設備的開發應用可使染料粒度降至1μm左右。幹燥技術和設備的應用也十分廣泛,目前有許多幹燥設備專業製造廠進行染料幹燥設備的開發研究工作,已經形成了一個獨立的產業部門,國產的幹燥設備基本可以滿足染料幹燥的需要。

一些文獻中往往把加工設備劃分到化工設備的範疇中,將其視為化工設備的通用設備。從染料專業看還應視為是專用設備。在染料加工後處理中由於染料生產和商品化的特點,這幾個因素之間的聯係非常緊密,通用設備使用起來沒有特效,商品質量在某種程度上對設備有很強的依賴性,隻有有針對性的設計才能發揮設備的最大潛力。

2.4 加工工藝

加工工藝是對上述三部分內容綜合應用的方法。實踐證明,相同的原染料、助劑和設備,采用不同的加工工藝得到的結果截然不同,可見工藝條件的重要性。從上麵的介紹不難看出,這四個方麵標誌著後處理的技術水平。

國外許多大公司都有自己的專業人員從事這方麵的研究工作,有的甚至從事後處理技術開發的人員多於合成人員。如果後處理加工工藝合理,可以達到降低生產成本,保護生產環境,提高產品質量之目的。

這四個因素既相互聯係又相互製約,缺一不可。可以這樣認為,上述四個因素的綜合運用效果,就是後處理技術水平的具體體現。

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