【集萃網(wǎng)觀察】有機(jī)顏料廣泛應(yīng)用在油墨、涂料、橡膠、塑料、合成纖維等領(lǐng)域中,是以芳香環(huán)為骨架的非極性分子堆積而成的結(jié)晶體。合成之初以微細(xì)粒子(一般粒度為0。01~0。1μm)沉積下來,而生成的原生粒子具有高表面能,彼此間具有強(qiáng)烈的吸引力,將進(jìn)一步形成聚集體,使粒子粒度達(dá)上百微米。在實(shí)際應(yīng)用中,為了發(fā)揮有機(jī)顏料在著色強(qiáng)度、鮮艷度、遮蓋力等方面的優(yōu)勢,必須采取物理或化學(xué)方法進(jìn)行有效細(xì)化分散,制成超細(xì)顏料分散體系。超細(xì)顏料粒徑小,比表面積和表面能都很大,在介質(zhì)中易發(fā)生團(tuán)聚而使顆粒重新變大。因此,如何使超細(xì)顏料分散體系保持穩(wěn)定,一直是國內(nèi)外眾多專家學(xué)者的熱門話題之一。[1-3]
根據(jù)分散介質(zhì)的不同,超細(xì)有機(jī)顏料分散體系可分為水性體系(以水為介質(zhì))和非水性體系(以有機(jī)溶劑為介質(zhì))。由于有機(jī)溶劑污染空氣,影響環(huán)境及人類健康,因此非水性體系的使用受到一定限制。水性顏料分散體系則克服了上述缺點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、印刷、家用器具、機(jī)械設(shè)備等各個領(lǐng)域。當(dāng)然,以水為介質(zhì)時,也有很多問題需要解決,其中最突出的是有機(jī)顏料粒子表面極性低,親水性弱,不易在水性體系中保持穩(wěn)定分散狀態(tài)。[4-6]在分散體系中添加能為超細(xì)顏料粒子表面提供有效斥力的分散劑,是控制超細(xì)有機(jī)顏料在水性體系中穩(wěn)定分散的主要方法。[7]本文采用不同的陰離子表面活性劑作為分散劑。首先,用M-110EHI型高壓高剪切微流噴射粉碎機(jī)制備陰離子型超細(xì)有機(jī)顏料水性分散體系,然后對影響顏料粒徑、分散體系穩(wěn)定性能的各種因素加以分析,用所制得的超細(xì)有機(jī)顏料對純棉織物進(jìn)行染色,并與常規(guī)顏料的染色效果進(jìn)行對比。
1·實(shí)驗(yàn)
1。1材料與儀器
織物:純棉針織布(120g/m2)(山東膠南心和紡織公司)。
藥品:有機(jī)顏料(C。I。顏料紅22)(無錫新光化工廠),陽離子改性劑MY-E、粘合劑FB(青島海怡公司),陰離子表面活性劑亞甲基二萘磺酸鈉(NNO)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(DBS)均為工業(yè)品(上海天壇助劑有限公司)。
設(shè)備:M-110EHI高壓高剪切微流噴射粉碎機(jī)(AmericanMicrofluidicsCorp。),HAIERBCD-130E電冰箱(青島海爾),101A-3B烘箱(上海實(shí)驗(yàn)儀器廠),ULTRATURRAXT18BASIC分散機(jī)、IKARW20。N攪拌機(jī)(廣州IKA),AB204-N分析天平(梅特勒),Y571L型摩擦牢度試驗(yàn)儀、SW-2型耐洗色牢度機(jī)(萊州),Mastersizer粒度分析儀(英國MALVERN公司),BROOKFIELDDV-IIIULTRA粘度計,XRITE-8400測色儀。
1。2超細(xì)有機(jī)顏料水性分散體系的制備
稱取一定質(zhì)量表面活性劑置于去離子水中,攪拌使之完全溶解,攪拌過程中逐漸加入0。01%消泡劑。稱取有機(jī)顏料5%(對分散體系總質(zhì)量),加入上述表面活性劑溶液中,以600r/min攪拌顏料體系30min。攪拌后分散液進(jìn)一步經(jīng)ULTRATURRAXT18BASIC分散機(jī)以10000r/min分散30min。分散后體系經(jīng)200目篩網(wǎng)過濾,除去較大粒徑顏料粒子,然后置于M-110EHI高壓高剪切微流噴射粉碎機(jī)中,在2×106Pa下粉碎15~35次,使顏料粒子充分細(xì)化分散。
1。3顏料分散體系染色
純棉針織物首先經(jīng)陽離子改性劑MY-E進(jìn)行陽離子改性,改性劑用量為5%(owf),浴比30∶1,于80℃下處理30min。充分洗滌后,進(jìn)行顏料染色實(shí)驗(yàn)。稱取一定質(zhì)量顏料分散體,在20∶1的浴比下,對陽離子改性后的織物進(jìn)行染色。首先,常溫染色10min,然后逐漸升溫至70℃,繼續(xù)染色20min,再加入10g/L粘合劑并保溫15min。染色完成后的織物經(jīng)水洗、烘干。
1。4測試
顏料粒徑、Zeta電位:將粉碎后的顏料分散體系稀釋100倍,置于比色皿中,使用Mastersizer粒度分析儀測定粉碎后有機(jī)顏料的平均粒徑及顏料粒子表面Zeta電位;顏料分散體系粘度:經(jīng)過分散后的顏料體系靜置2h后,使用BROOKFIELDDV-IIIULTRA粘度計測定25℃下顏料分散體系的粘度;顏料分散體系穩(wěn)定性[8]:顏料體系經(jīng)充分分散后密封,先將其放入60℃烘箱中,恒溫12h后放入冰箱中,-15℃冷凍12h,如此反復(fù)循環(huán)8次。分別測定溫度變化前后有機(jī)顏料的平均粒徑,以平均粒徑的變化大小表征體系穩(wěn)定性的高低;織物染色深度:染色后的織物用XRITE-8400測色儀在CIELab測色系統(tǒng)下(D65光源,10°視角)測試K/S值,K/S值越大,表示染色深度越深;色牢度:摩擦牢度按GB/T3920-1997測試、水洗牢度按GB/T3921。3-1997測試。
2·結(jié)果與討論
2。1顏料粒徑的影響因素
2。1。1粉碎次數(shù)
從圖1可以看出,顏料粒徑隨著粉碎次數(shù)的增加而減小,但超過25次后,顏料粒子的平均粒徑不再減小甚至有可能變大。原因是:設(shè)備及分散劑的分散能力在粉碎至25次時達(dá)到了極限,不能將有機(jī)顏料粉碎成更小的顆粒,再增加粉碎次數(shù),對減小顏料粒徑已不起作用。此外,NNO對于降低顏料粒徑最有效,可在相同的粉碎次數(shù)下獲得更小的顆粒,而SDS降低顏料粒徑的效果最差。