文 献 综 述

1 引言

随着活性染料应用的迅速发展，皂洗剂也不断发展。但是，一般皂洗剂存在净洗力不佳、沾色严重等问题，所以开发具有强净洗和防沾色功能的皂洗剂任重而道远。随着皂洗剂开发与应用的深入，人们发现皂洗剂组分中防沾污剂至关重要。高分子表面活性剂的高分散性引起了人们的注意。

近几年来，低成本、无毒、可生物降解的环保型丙烯酸类共聚物如马来酸酐-丙烯酸共聚物在皂洗剂中作防沾污剂的应用得到广泛的研究，但其防沾污性与理想还存在差距。PVP具有良好的溶解性、分散性、复配相容性，与许多染料有很强的亲和力，具有极佳的防沾色性，但PVP价格贵，从成本的角度考虑不合适作皂洗剂。

目前，高防沾色性、低生成成本的皂洗剂的开成为研究的热点。MA-AA二元共聚物分散性能好，制备成本低，但防沾色性能并不理想。鉴于该情况，本实验在MA-AA二元共聚物中引入SA，合成MA-AA-SA溶性聚合物，希望能够提高皂洗剂的皂洗性能。

2 皂洗剂现状

皂洗剂品种很多。根据皂洗机理不同,可将常用的皂洗剂分为表面活性剂类(如工业皂粉等)、螯合类(如多聚膦酸盐类)、螯合分散类(如聚丙烯酸盐)和复配类等。

近年来，由于活性染料染色工艺成熟，色谱齐全，发展了一系列高固色率双活性基染料，其应用也越来越广泛。但由于活性染料在上染固着的同时会发生水解^[1],而水解染料吸附在纤维上形成浮色,严重影响染色产品的色牢度^[2]。因此,活性染料染色后必须进行皂洗。作为印染工艺的后处理助剂,皂洗剂在皂洗过程中起着很重要的作用。在后处理过程中,皂洗剂通过与染料发生化学作用,洗去与纤维结合不牢的活性染料和脱去印花糊料,同时使脱除的染料不回沾到布面上,达到提高牢度和防止印花织物白地沾色的目的。早期,人们以表面活性剂复配的净洗剂进行皂洗,经溢流、水洗、中和、皂洗等工艺进行染色后处理。在水洗过程中,水解染料从纤维上脱附与皂洗液中的染料重新被吸附之间存在动态平衡,因此,用传统的净洗剂无法洗净浮色。

3 皂洗原理

皂洗剂的皂洗机理是分散已溶解或已水解的染料，对已经与织物通过共价键结合的染料无任何影响，并通过与水解染料络合作用，消除表面的浮色，阻止溶液中的染料再回沾到布面，提高织物的水洗和摩擦牢^[3]。研究表明：聚合物的分散作用越大，其助洗能力越强。高聚物皂洗剂还能减少染色后水洗工序，减轻排污压力。

增溶：增加残余在织物上的助剂及未结合的燃料的溶解性。

螯合：与高价金属离子起螯合作用，软化洗涤用水。

分散：对固体污垢有抗凝聚作用和分散作用。

净洗：将残余在织物上的助剂及未结合的燃料洗下来。

乳化及防玷污作用：将净洗下来的助剂、燃料均匀地乳化在溶液中，形成胶束，防止再玷污到织物上。

起碱性缓冲作用：代替一般净洗中使用纯碱等碱性物质。

4 溶性聚合物皂洗剂

溶性聚合物皂洗剂具有良好的皂洗效果,其作用原理是利用高聚物优异的分散性能,使水解染料分散在水中。研究表明:聚合物的分散作用越大,其助洗能力越强。高聚物皂洗剂还能减少染色后水洗工序,减轻排污压力,而且能使织物染色后的牢度优于常规的水洗工艺。在对高聚物皂洗剂进行研究时发现,高聚物通过吸附作用能很好地把染料分子分散在溶液中,从而更好地防止活性染料回沾^[3]。

在碱固色染料后, 经过一道热水洗后, 用皂洗剂洗涤, 就能最大限度地洗净吸附在纤维上的水解染料。利用高分子共聚物优异的分散性能, 使水解染料被分散在水中。使用高分子皂洗剂能减少染色后水洗工序, 减轻排污压力, 而且能保证染色后的牢度指标优于常规后水洗的要求。

4.1 溶性聚合物PMAS

马来酸酐-丙烯酸共聚物具有良好的分散及胶体稳定特性^[4]，与染料分子之间有强烈的相互作用，可防止水解染料对织物的沾污；而且它具有较强的螯合Ca2 、Mg2 、Fe3 的能力^[5-7]，防止水解染料变成不溶性盐而难于洗除^[8,9]。虽然有关马来酸酐-丙烯酸共聚物作为染色织物皂洗剂的研究报道较多，但对特定组分及分子量的该类共聚物对织物皂洗和防沾色效果影响的报道却很少。我们前期的研究发现，马来酸酐-丙烯酸共聚物的组分和分子量对皂洗效果产生很大的影响，并合成了最佳组分及分子量的该类共聚物^[10,11]。目前的研究热点是马来酸酐-丙烯酸共聚物的用量及皂洗工艺等对皂洗效果和防沾色效果的影响^[12]。

4.2 溶性聚合物PMAS合成方法

合成原理为自由基聚合反应。马来酸酐，丙烯酸与多种单体在引发剂调剂下发生自由基聚合^[13-16]。引发剂为硫酸铵和亚硫酸氢钠。

自由基聚合：用自由基引发，使链增长（链生长）自由基不断增长的聚合反应。又称游离基聚合。加成聚合反应,绝大多数是由含不饱和双键的烯类单体作为原料,通过打开单体分子中的双键,在分子间进行重复多次的加成反应,把许多单体连接起来,形成大分子。它主要应用于烯类的加成聚合。最常用的产生自由基的方法是引发剂的受热分解或二组分引发剂的氧化还原分解反应，也可以用加热、紫外线辐照、高能辐照、电解和等离子体引发等方法产生自由基。

称取一定量的马来酸酐，丙烯酸和丙烯酸十八酯，它们的质量比是1:3：1，在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶中,加人溶剂乙醇，其体积是三单体质量的3倍。加热溶解后加入引发剂BPO,在不断搅拌下加热至75℃ ,将聚合温度控制在(75士2)℃ ,保温反应7h。停止反应，利用旋转蒸发仪在50-60℃ 蒸出溶剂乙醇，可得到高粘度的淡黄色高聚物。

5 皂洗后处理的性能测试

(1)皂洗液的吸光度

(2)色深值即皂洗后织物的k/s值

采用测色配色仪测定洗涤前后织物的表观颜色深度， 并用K/S值表示。测试结果是在同一样品上随机选择10 个点测定K/S 值后的平均值。浮色去除率用ΔK/S 表示，其值用式（1）表示。

ΔK/S=（K/S）1－（K/S）2 （1）

式中，（K/S）1和（K/S）2分别为皂洗前后织物的表观颜色深度。

(3)DE值测试

(4)干湿摩擦牢度

摩擦牢度以白布沾色程度作为评价原则，共分5级（1~5），数值越大，表示摩擦牢度越好。

(5)防沾色测试^[17]

按文献^[12]的方法，活性染料完全水解，然后配成0.5 g/L的染液浓度， 加入一定量的皂洗剂，在一定温度和浴比为1∶50 的条件下对棉织物染色一定时间；染色

完成后， 将织物用冷水洗涤2 次，并在50 ℃烘干；然后按（2）的方法测定织物的K/S 值。K/S 值越大防沾色效果越差，反之则防沾色效果越好。

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