顏料染色具有工藝簡單、流程短、汙染小和成本低等特點,在全球能源日益緊張和環境保護意識越來越受到人們重視的前提下,研究超細顏料對棉織物染色顯得尤為重要。

本課題先采用超聲波分散技術製備了顆粒性質(粒徑、電位和分子結構)不同的顏料分散體,然後將其應用於棉織物染色,詳細探討了顏料顆粒性質和棉織物染色性能之間的關係。 分散實驗結果表明,超聲波分散技術製備顏料分散體的較佳工藝為分散功率1200W,分散時間30min,顏料固含量20%,確定陰離子型分散劑LAS、非離子型分散劑FPE和陽離子型分散劑DPTS作為複配分散劑,分散劑總用量為30%。顏料分散體的Zeta電位可以通過改變複配分散劑中離子型與非離子型分散劑的比例來實現。在Zeta電位為負值的顏料分散體中,陰離子型分散劑比例越高,顏料分散體的Zeta電位越小,在Zeta電位接近0或者為正值的顏料分散體中,陽離子型分散劑比例越高,顏料分散體的Zeta電位越大。

在超聲波作用功率一定的情況下,顏料的分散效率與分散時間、顏料分子結構等因素密切相關。分散時間越長,顏料分散體的粒徑越小。對比分子結構不同的顏料分散體,其達到分散平衡的順序依次是顏料黃22、顏料紅14、顏料藍15:3和顏料黑32。

穩定性實驗結果表明,顏料的Zeta電位和顆粒大小是影響顏料分散體穩定性的主要因素,當顆粒大小相近時,Zeta電位絕對值大的顏料分散體,其離心穩定性和熱穩定性好;當顏料顆粒Zeta電位相近時,顏料粒徑越小,其離心穩定性和耐熱穩定性越好;顏料分子結構對其穩定性影響不大。pH值在5至11範圍變化時,顏料分散體的粒徑基本沒有變化,但其Zeta電位隨pH值升高而降低。 染色實驗結果表明,顏料顆粒的粒徑和Zeta電位是影響顏料分散體染色性能的主要因素。

當顏料顆粒大小相近時,顏料顆粒Zeta電位越大,染色織物的K/S值越大,染色提升力和上染百分率越高,染色達到平衡所需的時間越短,棉織物染色牢度越好;當顏料顆粒Zeta電位相近時,顏料粒徑越小,染色織物的K/S值越大,ΔE值越小,染色提升力和上染百分率越高,染色達到平衡所需時間越短,棉織物染色牢度提高;當粒徑和Zeta電位基本一致時,顏料分子結構對顏料的染色性能影響不大,具有不同顆粒性質的顏料直接上染棉織物的方式均屬於Langmuir吸附。