萬(wàn)慧 余培澤 錢(qián)濤 陳維國(guó) 崔志華

摘 要： 分散藍(lán)354和分散彩藍(lán)QS-B對(duì)滌綸進(jìn)行染色時(shí)易產(chǎn)生染色不勻現(xiàn)象；為探究這2種染料勻染性差的原因，以勻染性能優(yōu)良的分散藍(lán)60為參照，對(duì)影響染料勻染性的因素進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)染料的勻染性，測(cè)試高溫分散穩(wěn)定性、透染性、動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)性能，模擬計(jì)算分子晶胞參數(shù)，并測(cè)試移染性。結(jié)果表明：分散藍(lán)60的分子體積小、半染時(shí)間短，對(duì)滌綸進(jìn)行染色時(shí)表現(xiàn)出良好的擴(kuò)散性與移染性，使得勻染性能優(yōu)良；分散藍(lán)354分子平面性較好，對(duì)滌綸的標(biāo)準(zhǔn)親和力較大；分散彩藍(lán)QS-B分子體積較大，擴(kuò)散性能較差，使得兩者勻染性不佳。該研究結(jié)果可為提升分散染料的勻染性提供參考。

關(guān)鍵詞： 分散染料；滌綸；染色熱力學(xué)；染色動(dòng)力學(xué)；移染性；勻染性

中圖分類(lèi)號(hào)： TS193.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1673-3851 （2023） 07-0449-08

引文格式：萬(wàn)慧，余培澤，錢(qián)濤，等. 分散藍(lán)354和分散彩藍(lán)QS-B勻染性的影響因素分析［J］. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2023，49（4）：449-456.

Reference Format： WAN Hui， YU Peize， QIAN Tao， et al. Analysis of influencing factors on levelness of Disperse Blue 354 and Disperse Blue QS-B［J］. Journal of Zhejiang Sci-Tech University，2023，49（4）：449-456.

Analysis of influencing factors on levelness of Disperse Blue 354 and Disperse Blue QS-B

WAN Hui1， YU Peize2， QIAN Tao3，CHEN Weiguo1， CUI Zhihua1

（1a.Engineering Research Center for Eco-Dyeing & Finishing of Textiles， Ministry of Education; 1b.Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology， Ministry of Education， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China; 2.Transfar Zhilian Co.， Ltd.， Hangzhou 311215， China; 3.Hangzhou Jihua Polymer Material Co.， Ltd.， Hangzhou 311228， China）

Abstract：? Disperse Blue 354 and Disperse Blue QS-B are prone to uneven dyeing when used to dye polyester fibers. In order to explore the reasons for the poor levelness of these two dyes， we took Disperse Blue 60 with excellent levelness as reference， analyzing the factors affecting levelness from the dyes themselves. Specifically， we evaluated the levelness of the dyes， tested the high-temperature dispersion stability， dye penetration， kinetics and thermodynamic properties， simulated and calculated the molecular cell parameters， and tested the dye transfer. It is shown that， Disperse Blue 60 has a small molecular volume and a short half-dyeing time. When dyeing polyester， it shows good diffusivity and migration， which makes the level dyeing performance excellent. Disperse blue 354 has good planarity and high standard affinity for polyester， and Disperse Blue QS-B has a large molecular volume and poor diffusion performance， which makes their levelness poor. The conclusion of this study can provide reference for improving the levelness of disperse dyes.

Key words： disperse dyes; polyester; dyeing thermodynamics; dyeing kinetics; migration; levelness

0 引 言

滌綸具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，在合成纖維中占據(jù)著重要地位。分散染料與滌綸分子存在較強(qiáng)的親和力，是滌綸的專(zhuān)用染料。分散染料中藍(lán)色系染料品種較少，主要包括蒽醌型、偶氮型和雜環(huán)型。分散藍(lán)60是傳統(tǒng)的藍(lán)色蒽醌型染料，染色性能優(yōu)異，應(yīng)用較為成熟，但生產(chǎn)成本偏高。含有雜環(huán)結(jié)構(gòu)的藍(lán)色分散染料，如分散藍(lán)354、分散彩藍(lán)QS-B等，具有發(fā)色力高、色彩鮮艷、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，在生產(chǎn)應(yīng)用中有取代分散藍(lán)60的趨勢(shì)［1］。但是分散藍(lán)354、分散彩藍(lán)QS-B易發(fā)生染色不勻的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)色花、色點(diǎn)等瑕疵。

分散染料染滌綸通常會(huì)經(jīng)歷染料轉(zhuǎn)變?yōu)閱畏肿討B(tài)，再通過(guò)擴(kuò)散和吸附行為進(jìn)入纖維的過(guò)程。在此過(guò)程中，如果染料分子在纖維上顯著聚集，那么會(huì)在宏觀上表現(xiàn)為織物的顏色不勻［2］。影響織物顏色均勻性的因素主要有染色工藝、織物、染料等。對(duì)于特定織物，染色工藝會(huì)在一定程度上影響所染織物顏色的均勻性，所用的染料會(huì)顯著影響布面顏色的均勻性。陸輝［3］、梁靜等［4］發(fā)現(xiàn)，分散染料的不同晶型?? 會(huì)影響分散穩(wěn)定性、上染速率等性能；展義臻［5］發(fā)現(xiàn)，染料的分子結(jié)構(gòu)與相對(duì)分子質(zhì)量會(huì)影響上染速率和上染量。因此，染料的分子結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)上染速率、與纖維的親和力等染色性能產(chǎn)生影響，而染色性能的不同會(huì)使得染料的勻染性能存在差異［6-8］。

本文以勻染性能優(yōu)良的分散藍(lán)60為參照，測(cè)試了分散藍(lán)354、分散彩藍(lán)QS-B和分散藍(lán)60在染色熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等方面的性能，結(jié)合分子晶胞參數(shù)的模擬計(jì)算結(jié)果，從染料的分子結(jié)構(gòu)角度分析了染料上染性能對(duì)勻染性方面的影響，從而為提升分散藍(lán)354和分散彩藍(lán)QS-B等藍(lán)色雜環(huán)染料的勻染性提供參考，同時(shí)為研究染料分子結(jié)構(gòu)與勻染性能之間的構(gòu)效關(guān)系提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料、試劑及儀器

材料：滌綸（米西丁，平方米質(zhì)量150 g/m2，纖維平均半徑10.57 μm）來(lái)源于購(gòu)自傳化智聯(lián)股份有限公司；鋯珠（直徑0.5 mm）購(gòu)自浙江金琨鋯業(yè)有限公司；染料濾餅分散藍(lán)354、分散彩藍(lán)QS-B和分散藍(lán)60購(gòu)自吉華集團(tuán)有限公司，分子結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

試劑：丙酮（浙江漢諾化工科技有限公司）；冰醋酸（杭州高晶精細(xì)化工有限公司）；醋酸鈉（無(wú)錫市展望化工試劑有限公司）；苯酚（上海泰坦化學(xué)有限公司）；氯苯和氫氧化鈉（上海麥克林生化科技有限公司）；亞甲基雙萘磺酸鈉（NNO，安陽(yáng)市雙環(huán)助劑有限責(zé)任公司）；保險(xiǎn)粉（上海梯希愛(ài)化成工業(yè)發(fā)展有限公司）。以上試劑均為分析純。

實(shí)驗(yàn)儀器：DYE-24型可調(diào)向式打色機(jī)（上海千立自動(dòng)化設(shè)備有限公司）、JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器（常州普天儀器制造有限公司）、Y172型哈氏纖維切片器（常州紡織儀器廠(chǎng)）、KH-7700三維（3D）視頻顯微鏡（日本浩視有限公司）、FA224型電子分析天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）、SF600X型測(cè)色配色儀（美國(guó)DataColor公司）和UV-2600型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（日本島津公司）。

1.2 染色工藝

染料預(yù)處理：分別取分散藍(lán)354染料濾餅1.00 g、NNO 2.00 g、鋯珠40.00 g 、去離子水40.0 mL，混合，研磨12 h后過(guò)濾洗滌。濾液和洗滌液一并轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，得到2 g/L的分散染料染液。分散彩藍(lán)QS-B和分散藍(lán)60的預(yù)處理方法同分散藍(lán)354。

染色工藝：滌綸1.00 g，分散藍(lán)354用量6%（owf），染液pH值4.5～5.5，浴比1∶40，30 ℃始染，升溫速率為2 ℃/min，染色溫度分為110 ℃和130 ℃，110 ℃時(shí)保溫600 min，130 ℃時(shí)保溫60 min；之后以2 ℃/min降溫至60 ℃，水洗，最后得到染色滌綸。分散彩藍(lán)QS-B和分散藍(lán)60的染色方法同分散藍(lán)354。

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 勻染性評(píng)價(jià)

按照1.2所述工藝染色，染色溫度130 ℃，為清晰顯示3種種藍(lán)色分散染料的勻染性差異，將浴比調(diào)小至1∶10。采用測(cè)色配色儀在D65光源和10°視角下測(cè)量染色滌綸在400～700 nm波長(zhǎng)下的K/S值，并取最大吸收波長(zhǎng)處的K/S值。在染色滌綸上隨機(jī)取10個(gè)點(diǎn)，得到各點(diǎn)的K/S值，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算該組K/S值的平均值（K/S）與標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr［9］。Sr可用來(lái)評(píng)價(jià)染色滌綸的勻染性，Sr越小，說(shuō)明勻染性越好。（K/S）和Sr的計(jì)算方法見(jiàn)式（1）和式（2）：

（K/S）=1n∑ni=1（K/S）i（1）

Sr=∑ni=1（K/S）i（K/S）-12n-1（2）

其中：樣本容量n為10。

1.3.2 高溫分散穩(wěn)定性測(cè)試

配制100.0 mL染液，染料為0.5 g/L，pH值4.5～5.5。對(duì)染液進(jìn)行高溫處理，處理工藝為50 ℃始染，以3 ℃/min升至130 ℃，保溫30 min，再以3 ℃/min降溫至90 ℃。同時(shí)，將兩張中性濾紙疊放于布氏漏斗中，用90 ℃去離子水預(yù)熱濾紙與布氏漏斗，將高溫處理后的染液抽濾，晾干后觀察上層濾紙表面的染料聚集情況。聚集的顆粒越細(xì)少，表明高溫分散性能越好。

1.3.3 透染性實(shí)驗(yàn)

為方便觀察染料對(duì)PET的透染情況，自制PET長(zhǎng)絲，將PET吹塑瓶沿徑向裁剪出長(zhǎng)度為8 cm、寬度和厚度相近的長(zhǎng)絲。將PET長(zhǎng)絲與滌綸一同放入染液中，按照1.2所述工藝染色，其中保溫溫度為135 ℃，保溫時(shí)間為60 min。用哈式切片器對(duì)PET長(zhǎng)絲進(jìn)行切片，置于三維視頻顯微鏡下觀察。

1.3.4 染色熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)繪制：分別配制3種藍(lán)色分散染料在不同濃度下的丙酮溶液，通過(guò)紫外分光光度計(jì)測(cè)量其最大吸收波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的吸光度，繪制散點(diǎn)圖，線(xiàn)性擬合后得到標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)。

上染量測(cè)定：將0.04 g染色滌綸和未染滌綸剪碎，滴加氯苯和苯酚質(zhì)量比為1∶1的混合溶液1.0 mL，于沸水中加熱至溶解；取出冷卻至室溫后，向溶解液滴加2.5 mL丙酮，邊滴加邊充分?jǐn)嚢?；靜置分層，分離出上清液，稀釋定容；以未染滌綸處理液為參比，測(cè)定染色滌綸處理液的吸光度，最后根據(jù)工作曲線(xiàn)計(jì)算得到染料對(duì)滌綸的上染量。

恒溫上染速率曲線(xiàn)繪制：按照1.2所述方法配制染液12份，準(zhǔn)確稱(chēng)取1.00 g滌綸12份，待染液升溫至所需溫度后立即放入滌綸，保溫不同時(shí)間取出染色滌綸。按1.3.4所述上染量測(cè)定方法，計(jì)算不同時(shí)間t取出的滌綸的分散染料上染量Ct，繪制上染速率曲線(xiàn)。

動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算：根據(jù)恒溫上染時(shí)間t和對(duì)應(yīng)的上染量Ct，進(jìn)一步計(jì)算得到t/Ct關(guān)于t的線(xiàn)性擬合方程，tgα為線(xiàn)性方程斜率，b為截距。根據(jù)式（3）—式（5），可以計(jì)算得出C∞、k、t1/2［10］：

C∞＝1/tgα（3）

k＝1/（bC2∞）（4）

t1/2=1/（kC∞）（5）

其中：C∞為平衡時(shí)纖維上的染料濃度，即平衡上染量，mg/g；k是染色速率常數(shù)，g/（mg·min）；t1/2為半染時(shí)間，min。

染色時(shí)進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁瑪U(kuò)散系數(shù)可用希爾（Hill）公式［11］計(jì)算：

CtC∞=1-4∑∞ne-vn2Dt/r2vn2=1-415.785e-5.785Dt/r2+130.47e-30.47Dt/r2+174.89e-74.89Dt/r2+1130.9e-130.9Dt/r2+…（6）

其中：D為擴(kuò)散系數(shù)，m2/min；t為染色時(shí)間，min；r為纖維半徑，μm；νn是上染百分率的函數(shù)。

1.3.5 染色動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

染色工藝：滌綸0.04 g、浴比均為9000∶1，染料用量分別為1%、2%、3%、4%（owf），升溫速率同1.2為2 ℃/min。

布樣染色結(jié)束后水洗，晾干稱(chēng)重，用1.3.4所述上染量測(cè)定方法，計(jì)算4組染色平衡后染料在纖維上的濃度［D］f，進(jìn)而求出染料在染液中的濃度［D］s。以［D］f為縱坐標(biāo)、［D］s為橫坐標(biāo)，繪制吸附等溫線(xiàn)，并對(duì)吸附等溫線(xiàn)中的點(diǎn)進(jìn)行線(xiàn)性擬合。擬合曲線(xiàn)的斜率為分配系數(shù)K，染料和纖維間的標(biāo)準(zhǔn)親和力-Δμ0［12］按式（7）計(jì)算：

-Δμ0=RTln［D］f/［D］s=RTlnK（7）

其中：R是摩爾氣體常數(shù)，即8.314 J/（mol·K）；T是絕對(duì)溫度，K。

1.3.6 分子晶胞參數(shù)計(jì)算

使用了Gaussian和Multiwfn程序進(jìn)行計(jì)算，運(yùn)用密度泛函理論的B3LYP函數(shù)，結(jié)合6-31G基組，對(duì)染料進(jìn)行能量構(gòu)型方面的優(yōu)化，得到其在穩(wěn)定構(gòu)型下的晶胞參數(shù)，進(jìn)而求得體積［13］。

1.3.7 移染性測(cè)試

移染性按照《分散染料 移染性的測(cè)定 高溫染色法》（GB/T 10663—2014）進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 勻染性評(píng)價(jià)

按照1.3.1所述方法計(jì)算染色滌綸的標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以發(fā)現(xiàn)，在色深差異不明顯的情況下，分散藍(lán)60染色滌綸的K/S值的Sr比分散彩藍(lán)QS-B和分散藍(lán)354的Sr小很多，表明在小浴比時(shí)，分散藍(lán)60相較于分散藍(lán)354和分散彩藍(lán)QS-B有更好的勻染性，且分散藍(lán)354的勻染性最差。

2.2 高溫分散穩(wěn)定性分析

高溫分散穩(wěn)定性是分散染料性能的重要指標(biāo)之一。按照1.3.2所述方法測(cè)試3種藍(lán)色分散染料經(jīng)高溫處理后染液的分散穩(wěn)定性情況，濾紙上染料聚集的情況見(jiàn)圖2。由圖2可知：分散藍(lán)60、分散藍(lán)354的高溫分散穩(wěn)定性較差，染液在進(jìn)行高溫上染時(shí)，容易發(fā)生大量聚集；分散彩藍(lán)QS-B的染液有較好的分散穩(wěn)定性，高溫染色過(guò)程較少發(fā)生聚集，其原因是染料分子不同的結(jié)構(gòu)特性導(dǎo)致了高溫分散穩(wěn)定性的差異［14］。

2.3 透染性分析

染色后PET長(zhǎng)絲切片的顏色分布如圖3所示。從圖3中可以發(fā)現(xiàn)：3張切片的中心區(qū)域均是無(wú)色的，說(shuō)明長(zhǎng)絲的結(jié)晶度較高；3種藍(lán)色分散染料的分子很少擴(kuò)散進(jìn)入長(zhǎng)絲內(nèi)部，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)透染，分散藍(lán)60染色后長(zhǎng)絲切片的藍(lán)色，由外向內(nèi)逐漸變淺；而兩種藍(lán)色雜環(huán)分散染料染色后，長(zhǎng)絲切片的顏色集中在邊緣的淺淺一層，即2種藍(lán)色雜環(huán)分散染料對(duì)PET長(zhǎng)絲的染色會(huì)出現(xiàn)極明顯的環(huán)染現(xiàn)象。由此可以初步判斷，分散藍(lán)60比分散藍(lán)354和分散彩藍(lán)QS-B對(duì)PET的擴(kuò)散性更佳。這是因?yàn)檩^大的分子質(zhì)量影響了擴(kuò)散性能［12］，使染料分子很難進(jìn)入長(zhǎng)絲內(nèi)部，因而大部分都停留在長(zhǎng)絲的表面。關(guān)于這3種藍(lán)色分散染料擴(kuò)散性能的具體情況，下文通過(guò)染色動(dòng)力學(xué)的測(cè)算作進(jìn)一步分析。

2.4 染色動(dòng)力學(xué)分析

2.4.1 恒溫上染速率曲線(xiàn)

繪制3種藍(lán)色分散染料在丙酮中的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)，得到吸光度與上染量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)果如表2所示。

本文從染色動(dòng)力學(xué)角度研究3種藍(lán)色分散染料上染滌綸的過(guò)程，根據(jù)1.3.4中恒溫上染速率曲線(xiàn)繪制的方法，并結(jié)合表2的數(shù)據(jù)，分別得到了染料在110 ℃和130 ℃的上染速率曲線(xiàn)，如圖4所示。

分散染料對(duì)滌綸的上染是一個(gè)包含吸附和解吸的動(dòng)態(tài)過(guò)程。在上染的初始階段，染料在染液中的濃度比在纖維上高得多，吸附速率大于解吸速率，所以染料上染纖維很快［15］。對(duì)比圖4中分散染料在110 ℃和130 ℃的上染速率曲線(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)：同一染料在110 ℃時(shí)需要經(jīng)歷一段上染率逐漸升高的階段，而在130 ℃的情況下上染率隨時(shí)間延長(zhǎng)而迅速提高。隨著染料進(jìn)一步上染，染液中染料濃度降低，解吸速率逐漸增大，直至最后解吸速率等于吸附速率，達(dá)到上染平衡。溫度升高，同一染料達(dá)到上染平衡所需的時(shí)間變短，而上染率方面變化很?。辉?10 ℃和130 ℃染色時(shí)，分散藍(lán)60均很快達(dá)到上染平衡，分散藍(lán)354達(dá)到上染平衡的時(shí)間稍長(zhǎng)，上染速率稍快，分散彩藍(lán)QS-B的上染曲線(xiàn)最為平緩。

2.4.2 染色動(dòng)力學(xué)參數(shù)

將上染速率曲線(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，得到t/Ct關(guān)于t的線(xiàn)性擬合曲線(xiàn)，結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出，在110 ℃和130 ℃兩種溫度下，曲線(xiàn)均呈現(xiàn)良好的線(xiàn)性，表明滌綸對(duì)這3種藍(lán)色分散染料的吸附較為符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。

將圖5得到的斜率與截距信息分別代入式（3）—（5），可以得出3種藍(lán)色分散染料的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。已知纖維半徑，將濃度數(shù)據(jù)代入式（6），可求得不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)的擴(kuò)散系數(shù)，然后計(jì)算出平均值，最終得到的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表3。通過(guò)表3可以看出，溫度對(duì)擴(kuò)散過(guò)程影響較大，3種藍(lán)色分散染料在吸附溫度由110 ℃升至130 ℃時(shí)，盡管染料的平衡吸附量C∞變化很小，但染色速率常數(shù)k和擴(kuò)散系數(shù)D會(huì)增大約一個(gè)數(shù)量級(jí)，半染時(shí)間t1/2也相應(yīng)縮短。這是因?yàn)槿旧珳囟壬?，滌綸的分子鏈段運(yùn)動(dòng)更加劇烈，纖維孔隙變大，并且染料分子的熱運(yùn)動(dòng)更加強(qiáng)烈，更容易擴(kuò)散到纖維內(nèi)部的非結(jié)晶區(qū)［15］。

不同染料的動(dòng)力學(xué)參數(shù)有較大差別。以110 ℃的吸附為例，分散藍(lán)60的半染時(shí)間t1/2約為2 min，而分散藍(lán)354的半染時(shí)間t1/2接近30 min，分散彩藍(lán)QS-B的半染時(shí)間t1/2則超過(guò)40 min；分散藍(lán)60擴(kuò)散系數(shù)D最大，分散藍(lán)354其次，分散彩藍(lán)QS-B最小。綜上可知，分散藍(lán)60的擴(kuò)散性能最佳，上染較快，分散藍(lán)354的擴(kuò)散性能一般，而分散彩藍(lán)QS-B的擴(kuò)散性能較差。

2.5 染色熱力學(xué)分析

按照1.3.5所述方法得到繪制3種藍(lán)色分散染料在110 ℃和130 ℃的吸附等溫線(xiàn)，結(jié)果如圖6所示。圖6中曲線(xiàn)的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)較大，染料對(duì)滌綸的吸附符合能斯特模型。

3種藍(lán)色分散染料的熱力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表4。從表4可以發(fā)現(xiàn)，3種藍(lán)色分散染料在溫度由110 ℃變?yōu)?30 ℃時(shí)，分配系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)親和力的變化規(guī)律并不一致。由式（7）可知分配系數(shù)K為［D］f /［D］s，溫度升高，有利于分散染料在水中的溶解，所以［D］s會(huì)增大。從動(dòng)力學(xué)分析可知，分散藍(lán)354的擴(kuò)散性能適中，溫度升高，單分子態(tài)分散藍(lán)354更易擴(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部，故［D］f也增大，且增大程度大于［D］s，最終分散藍(lán)354的分配系數(shù)增大；分散彩藍(lán)QS-B的擴(kuò)散性能不佳，溫度升高對(duì)染料進(jìn)入纖維內(nèi)部的積極作用較小，最終［D］f的增加量小于［D］s，分配系數(shù)減??；因?yàn)榉稚⑺{(lán)60極佳的擴(kuò)散性能，溫度對(duì)［D］f與［D］s的影響差別不大，故分配系數(shù)幾乎未變。分散染料的常規(guī)染色溫度為130 ℃，故比較表4中130 ℃下3種藍(lán)色分散染料對(duì)滌綸的標(biāo)準(zhǔn)親和力可以發(fā)現(xiàn)：分散藍(lán)354在滌綸上的標(biāo)準(zhǔn)親和力最大，分散藍(lán)60的標(biāo)準(zhǔn)親和力次之，分散彩藍(lán)QS-B的標(biāo)準(zhǔn)親和力最小，表明在該溫度下，分散藍(lán)354分子有較強(qiáng)的從染液轉(zhuǎn)移向纖維的趨勢(shì)，染料分子與纖維之間有較強(qiáng)的相互作用。

2.6 分子晶胞參數(shù)分析

對(duì)3種藍(lán)色分散染料的分子晶胞參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表5，其中a、b、c分別代表單個(gè)分子晶胞的長(zhǎng)、高、寬；3種藍(lán)色分散染料分子的晶胞圖如圖7所示。染料本身的相對(duì)分子質(zhì)量和晶胞體積大小會(huì)影響擴(kuò)散的性能［16］。分散藍(lán)60分子晶胞的體積最? 小，容易從纖維分子間的孔隙穿過(guò)到達(dá)內(nèi)部，從而獲得優(yōu)良的擴(kuò)散性能；而分散藍(lán)354的相對(duì)分子質(zhì)量與分子體積較大，擴(kuò)散性不佳，分散彩藍(lán)QS-B的相對(duì)分子質(zhì)量最大，分子體積最大，擴(kuò)散性能差。從表5和圖7還可發(fā)現(xiàn)，分散藍(lán)354分子晶胞的長(zhǎng)和高數(shù)值較大，而寬值較小，分子呈現(xiàn)扁平狀，具有較好的平面性，能夠與滌綸大分子中的苯環(huán)產(chǎn)生π-π堆積作用，提高了染料與纖維之間的作用力［16］。

2.7 移染性分析

3種藍(lán)色分散染料的移染率數(shù)據(jù)見(jiàn)表6，根據(jù)《分散染料 移染性的測(cè)定 高溫染色法》（GB/T 10663—2014）可以判斷：分散藍(lán)60的移染率大于75%，移染性能優(yōu)良，分散藍(lán)354和分散彩藍(lán)QS-B的移染率均小于54%，兩者的移染性能均屬于差的等級(jí)，且前者比后者低，說(shuō)明分散藍(lán)354比分散彩藍(lán)QS-B的移染性能略差。

染料的移染包括染料從纖維內(nèi)部移動(dòng)進(jìn)入水中，再?gòu)乃袛U(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部的過(guò)程；若染料具有高的移染率，一般勻染性也較好［17］。分散藍(lán)60分子體積小，與滌綸的親和力適中，有一定的從纖維轉(zhuǎn)移向染液的趨勢(shì)，并且擴(kuò)散性能優(yōu)異，容易移染。分散藍(lán)354分子平面性較好，與滌綸的標(biāo)準(zhǔn)親和力較大，很難從纖維上解吸進(jìn)入染液中，故而移染性差。分散彩藍(lán)QS-B分子平面性適中，與滌綸的標(biāo)準(zhǔn)親和力較小，有向染液遷移的趨勢(shì)；但它的分子體積較大，擴(kuò)散能力差，染料一旦吸附到纖維的內(nèi)部，通過(guò)纖維內(nèi)部的孔洞進(jìn)入染液中并再次上染的過(guò)程困難，所以移染性不佳。分散藍(lán)354和分散彩藍(lán)QS-B較差的移染性，使得它們的勻染性也不佳。

根據(jù)上述結(jié)論，可以得到分散藍(lán)354和分散彩藍(lán)QS-B勻染性不佳的解決思路：對(duì)于分散藍(lán)354這類(lèi)與纖維親和力較大的染料，可添加適宜的勻染劑等來(lái)降低親和力，改善染料的移染性，從而提高勻染性；對(duì)于分散彩藍(lán)QS-B這類(lèi)擴(kuò)散能力差的染料，可適當(dāng)添加增塑劑對(duì)纖維進(jìn)行溶脹，使得染料更好地?cái)U(kuò)散上染，提高移染性和勻染性。

3 結(jié) 論

本文以分散藍(lán)60為參照，研究了分散藍(lán)354、分散彩藍(lán)QS-B在對(duì)滌綸進(jìn)行上染過(guò)程的性能，并結(jié)合分子晶胞參數(shù)的模擬計(jì)算結(jié)果，分析了分子結(jié)構(gòu)特性、上染性能等對(duì)移染性、勻染性的影響，主要結(jié)論如下：

a）分散藍(lán)60上染速率快，擴(kuò)散性能也強(qiáng)，分散藍(lán)354上染速率和擴(kuò)散能力一般，分散彩藍(lán)QS-B的擴(kuò)散性差。

b）分散彩藍(lán)QS-B的高溫分散穩(wěn)定性較好。在常規(guī)的130 ℃染色下，分散彩藍(lán)QS-B對(duì)滌綸的標(biāo)準(zhǔn)親和力不大，分散藍(lán)60對(duì)滌綸的標(biāo)準(zhǔn)親和力適中；分散藍(lán)354和滌綸間的分配系數(shù)、對(duì)滌綸標(biāo)準(zhǔn)親和力較大。

c）分散藍(lán)60分子較小，具有極好的移染性和勻染性，而分散藍(lán)354分子較好的平面性、對(duì)滌綸較大的標(biāo)準(zhǔn)親和力，與分散彩藍(lán)QS-B分子較大的體積及相對(duì)分子質(zhì)量、較差的擴(kuò)散性能導(dǎo)致了兩者移染性和勻染性不佳。據(jù)此可有針對(duì)性地添加助劑，以解決分散藍(lán)354和分散彩藍(lán)QS-B對(duì)滌綸染色勻染性不佳的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

［1］詹載歡， 高至橋， 傅淼榮， 等. 滌綸織物印花中C.I.分散藍(lán)60的替代品應(yīng)用探討［J］. 現(xiàn)代紡織技術(shù)， 2018， 26（4）： 69-75.

［2］Hassan M M， Bhagvandas M. Sustainable ultrasound-assisted ultralow liquor ratio dyeing of wool textiles with an acid dye［J］. ACS Sustainable Chemistry & Engineering，2017， 5（1）： 973-981.

［3］陸輝. 滌綸染色中影響分散染料分散安定性要因分析［J］. 染整技術(shù)， 2010， 32（6）： 1-11.

［4］梁靜， 鐘毅， 毛志平，等. 晶型對(duì)分散染料染色性能的影響［J］. 紡織學(xué)報(bào)， 2018， 39（7）： 69-73.

［5］展義臻. C.I.分散藍(lán)354染色性能研究［J］. 染整技術(shù)， 2018， 40（2）： 16-20.

［6］Jiang H Y， Hu X D， Khan A， et al. Dyeing mechanism and photodegradation kinetics of gardenia yellow natural colorant［J］. Textile Research Journal， 2021， 91（7/8）： 839-850.

［7］Mahar F K， Mehdi M， Qureshi U A， et al. Dyeability of recycled electrospun polyethylene terephthalate （PET） nanofibers： Kinetics and thermodynamic study［J］. Journal of Molecular Liquids， 2017， 248：911-919.

［8］Kim T K， Son Y A， Lim Y J. Thermodynamic parameters of disperse dyeing on several polyester fibers having different molecular structures［J］. Dyes and Pigments， 2005，67（3）：229-234.

［9］李昊男， 王樹(shù)根. 新型腰果酚基高溫勻染劑的染色性能研究［J］. 印染助劑， 2016， 33（9）： 41-44.

［10］沈吉芳， 裴劉軍， 朱磊， 等. 硅基非水介質(zhì)染色體系中無(wú)機(jī)鹽對(duì)活性染料吸附動(dòng)力學(xué)的影響［J］. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2021， 45（2）： 172-177.

［11］王成龍， 李立新， 吳紹明， 等. 染色促進(jìn)劑對(duì)聚丁二酸丁二醇酯纖維分散染料染色動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的影響［J］. 紡織學(xué)報(bào)， 2022， 43（1）： 147-152.

［12］崔志華. 磺酰胺染料的合成與應(yīng)用性能研究［D］.大連： 大連理工大學(xué)， 2007： 86-103.

［13］Lu T， Chen F W. Multiwfn： A multifunctional wavefunction analyzer［J］. Journal of Computational Chemistry， 2012， 33（5）：580-592.

［14］葉潤(rùn)輝. 淺論提高分散染料的高溫分散穩(wěn)定性［J］. 染料工業(yè)， 1994， 31（4）： 10-12.

［15］蔡金芳， 陳維國(guó)， 崔志華，等. 雙亞芴基醌式噻吩染料對(duì)棉織物的染色性能［J］. 紡織學(xué)報(bào)， 2018， 39（10）：81-85.

［16］謝玲芝， 趙雪， 展義臻. π-π作用能在分散染料染色中的作用［J］. 印染， 2018， 44（10）： 14-20.

［17］趙濤. 染整工藝與原理： 下冊(cè)［M］. 北京： 中國(guó)紡織出版社， 2009： 45.

（責(zé)任編輯：張會(huì)?。?/p>

收稿日期： 2022-10-17? 網(wǎng)絡(luò)出版日期：2023-04-10網(wǎng)絡(luò)出版日期

基金項(xiàng)目： 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21808210）；浙江省“尖兵”“領(lǐng)雁”研發(fā)攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（2023C01096）；浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2021C01058）

作者簡(jiǎn)介： 萬(wàn) 慧（1999- ），女，安徽宿州人，碩士研究生，主要從事紡織化學(xué)與染整方面的研究。

通信作者： 崔志華，E-mail：zhhcui@zstu.edu.cn