硫化染料的生產(chǎn)工藝比較簡單、生產(chǎn)設(shè)備要求不高,且原料中問體國內(nèi)外基本上均能自給,是產(chǎn)量大、投資少、成本低的染料品種;也是價廉、優(yōu)質(zhì)、使用方便的大眾化染料,因此有利于全國各地普及生產(chǎn)[1]。硫化染料傳統(tǒng)染色用還原劑硫化鈉,還原能力強(qiáng)、價格低廉,但染色廢水含硫量高,生物難降解[2],排放水質(zhì)難達(dá)要求,為解決廢水問題,工廠需要投入大量資金,不僅大大增加了生產(chǎn)成本,而且在染色過程中容易產(chǎn)生有毒的硫化氫氣體,當(dāng)在空氣中達(dá)到一定含量時,能引起眩暈、心悸、惡心等,當(dāng)吸人硫化氫時,很快失去對硫化氫氣味的感覺,所以中毒的危害性也就更大,當(dāng)濃度很大時,對呼吸道的粘膜和眼睛有刺激作用。用葡萄糖等作還原劑的替代物,既不會產(chǎn)生過度還原,又可避免過早氧化,產(chǎn)生紅筋,同時還可避免產(chǎn)生過度還原的危險,而且能夠滿足有關(guān)廢水中硫化物含量方面的生態(tài)要求。
由于傳統(tǒng)硫化染料染色后,加工廢水中有不可生物降解的鹽。為克服污染問題,目前國內(nèi)外從以下3方面進(jìn)行研究。
(1)還原劑的選擇:有文獻(xiàn)報道選擇葡萄糖類的生態(tài)還原劑作為硫化染料還原劑的替代物[3-4]。
(2)染料的改進(jìn):如液體硫化黑4G—EV等環(huán)保型染料[5-6]。
(3)無還原劑染色:如采用陰極還原法[7]。
本文選擇葡萄糖作為硫化染料染色用還原劑,研究了這些還原劑對硫化染料染色效果的影響,并進(jìn)行染色效果對比及不同還原劑產(chǎn)生廢水的水質(zhì)對比。
1葡萄糖等作為硫化染料還原劑的原理
葡萄糖的晶體是氧環(huán)式結(jié)構(gòu)。在溶液中則氧環(huán)結(jié)構(gòu)與開鏈結(jié)構(gòu)同時存在,達(dá)到平衡時氧環(huán)結(jié)構(gòu)為主,開鏈結(jié)構(gòu)少量。當(dāng)葡萄糖溶液與氧化劑作用時,開鏈?zhǔn)奖谎趸?,這就破壞了原來的平衡,于是平衡向轉(zhuǎn)化成開鏈結(jié)構(gòu)的方向轉(zhuǎn)移,就這樣,平衡不斷移動,反應(yīng)不斷進(jìn)行,直至葡萄糖或者氧化試劑全部反應(yīng)完為止。所以葡萄糖溶液在反應(yīng)時,表現(xiàn)的就像糖分子全是開鏈結(jié)構(gòu)一樣。葡萄糖的氧環(huán)結(jié)構(gòu)有昔羥基,其溶液中有開鏈結(jié)構(gòu)存在具有醛基,能被氧化成羧基。因此能作還原劑。
葡萄糖等有機(jī)還原劑,是一類較溫和的還原劑,它的還原作用,是由于葡萄糖分子中的醛基18)能在堿性條件下將硫化染料還原成隱色體被纖維素纖維吸收,經(jīng)氧化處理,成為不溶性的染料顯出應(yīng)有的色澤而固著在纖維上。加入燒堿為染色過程提供堿性環(huán)境_9l。有利于染料的還原和上染。
2實(shí)驗(yàn)部分
2.1實(shí)驗(yàn)儀器
電子分析天平AB2IN—N(Mbttler-Tdedo Group);染色刷洗牢度儀Y571C型;測色配色儀(Datacolor SF-600Plus);電熱鼓風(fēng)干燥箱CS101—3E。
2.2實(shí)驗(yàn)材料及藥品
32S X 32S純棉白布;硫化元青BRRN、硫化紅棕B3(天津染料廠);硫化鈉、麥芽糖、葡萄糖、谷氨酸、苛性鈉、無水碳酸鈉、食鹽、過硼酸鈉、硫酸亞鐵銨等均為市售。
2.3測試方法
(1)皂洗牢度的測試一采用國標(biāo)GB/T3920—83法測定;(2)摩擦牢度的測試一采用國標(biāo)GB/T392l啊83測定法;(3)K/S值測試一采用Datacolor SF-600P1us測色配色儀測試;(4)CODcr測試一采用國標(biāo)GB1 1914--89法測定。
2.4實(shí)驗(yàn)工藝流程及條件
2.4.1硫化元青BRRN染色
工藝流程:配制染液一染色(90~C~95℃,2/3染色時間)‘續(xù)染(90~C-95~C)一擠干一水洗(50~C,20分鐘,浴比1:15)一擠干一氧化(空氣,室溫,2O分鐘)一水洗(冷水,兩次)一烘干。
2.4.2硫化紅棕B3R染色
工藝流程:配制染液一染色(70~C~80~C,2/3染色時間)續(xù)染(70~C-80~C)一擠干一水洗(40~C,20分鐘,浴比1:15)一擠干一氧化(3%過硼酸鈉,50~C,20分鐘,浴比1:15)一水洗(冷水,兩次)一烘干。
3結(jié)果與分析
3.1硫化元青BRRN染色
影響硫化元青BRRN染色主要因素有還原劑、時間、pH值、促進(jìn)劑,只有合理的選擇各因素的使用范圍,才能使染色達(dá)到較好的效果。據(jù)資料l1。1建立了四
因素三水平正交實(shí)驗(yàn)。
染色濃度4%,對織物重,溫度9O℃~95℃,純堿2%,浴比1:15。
表2、3結(jié)果分析,對皂洗牢度而言,因素A的級差值最大,說明A是最重要因素,B次之,C、D相對較小。表中結(jié)果分析,A的I、Ⅲ值較大,B的I、Ⅱ值較大,C的I值最大,D的Ⅱ值最大,I、Ⅲ較大,因此僅考慮皂洗牢度,最佳配方:A1 3B1 2C1D2 3。用同樣方法分析各因素對織物干濕摩擦牢度、K/S值的影響,分別得出最適宜的配方如下:干摩擦牢度:A2 3 C1 3 B2 3D1 3,濕摩擦牢度:D3 A2 3 B1 2 C1 2,K/S值:C1A1 2B12D1 2。綜合上述,得出最佳配方為:A1C1B1D3,即:
葡萄糖4%(o.w.f)
燒堿5%(o.w.f)
食鹽20%(0.w.f)
染色時間3O分鐘