5.7.1染料加工概論染料加工技術亦稱染料後處理技術,是將合成後的染料(通常稱為原染料)通過一係列的加工手段處理成商品,以求達到染料應用的各項技術指標,同時也滿足貿易中的各項經濟指標。由於染料類別的不同和對商品染料各項指標要求差異,加工方法也千變萬化,因此已經形成了一個獨立的專業技術。數量和種類有限的原染料根據被染對象的不同,經過加工形成了難以計數的不同種類、不同類別的染料,如紡織染料和皮革用染料,從原染料成分來看沒有什麼差別,但後處理技術不同。染料的加工技術已經成為各個染料公司技術的核心。

5.7.2染料加工的內容

染料加工技術的研究內容主要包括對原染料的測定及處理、加工助劑性能的研究、加工設備的設計及選用和加工工藝的研究。染料的後處理技術具有規律性不強、很難總結出定量的規律。所以常說染料加工技術是科學、技術、經驗的結合。

(1)染料加工的特點

①處理的品種多,導致工藝複雜;

②染料廠需要根據市場情況調整劑型或更換品種;

③技術含量高,涉及多門專業知識;

④產品質量要求高,商品染料有多項經濟技術指標,有些已經製定為國家標準。

(2)染料加工的內容

①原染料的分析原染料的分析是指為了染料加工的需要,對原染料的理化性質進行測試和分析。經過多年研究發現,後處理不是簡單的物理過程,在對染料加工之前首先要對原染料的強度、色光、親水性、晶型、能級、雜質含量等許多指標進行分析,為確定出合理的加工工藝提供基礎數據。對於原染料性能檢測要全麵,不同染料品種、不同的合成工藝,甚至相同品種不同生產廠家,同一廠家同一染料的不同批次都要進行檢驗。

②加工助劑染料加工助劑是在染料加工後處理中加入具有提高染料商品性能(如分散、熱穩定性、防凝聚)或有利於提高染色性能(如勻染、增深等)及在被染對象上性能(如固色、柔軟等)的物質,是增強染料的耐熱性、保持或提高分散體穩定性、防止染料凝聚、有助於提高染料勻染性的物質。商品化加工離不開助劑,對於加工助劑的性能不了解就無法優化加工配方。正確使用助劑可以提高染料的質量,降低生產成本,提高染料的附加值。幾年來,用於染料加工的助劑已經發展到幾百種之多,用量最大,對加工結果起重要作用的分散劑品種在逐年增多,理化指標與經濟指標也各不相同。如常用的木質素磺酸鹽分散劑,根據相對分子質量和磺化度分為許多品種,可以根據需要的染料性質選用合適的分散劑品種。對於非水溶性(分散、還原)染料的加工,需要加入大量的助劑以調整強度和其他方麵的性能。助劑的品種很多,用在不同染料中所表現出來的性質也不盡相同,助劑的性能及理化指標決定了它的適用範圍。隻有了解性能才能正確使用,研究助劑的配伍性使助劑在配方中發揮最佳作用是後處理研究的內容之一。

③加工設備加工設備是完成後處理的重要手段,合理的設計、選用加工設備是能否完成後處理操作的首要條件。可以說,後處理技術的發展離不開設備的進步,換言之,設備的進步與發展也在推動染料後處理技術的不斷發展。

在染料加工中,超濾和反滲透膜的使用對水溶性染料的脫鹽及提高純度起著非常重要的作用。超微粉碎設備的開發應用可使染料粒度達到1nm左右。幹燥技術和設備的利用也十分廣泛,目前許多幹燥設備製造廠進行染料幹燥設備的開發研究工作,已經形成了一個獨立的產業部門,國產的幹燥設備基本上可以滿足需要。染料後處理用的一些設備應該屬於特殊、專用設備,它們對於提高染料的性質具有很大的作用。

④加工工藝加工工藝是對上述三部分內容綜合起來應用的方法。實踐證明,相同的原染料助劑和設備,采用不同的加工工藝可以得到完全不同的結果,由此可見工藝條件的重要性。

因此,原染料、助劑、設備及加工工藝是決定染料質量與應用水平的因素,國外許多大公司都有自己的專業人員從事這方麵的研究工作,而且從事後處理的研究人員多於染料開發的人員。後處理適當可以達到降低生產成本、保護環境、提高產品質量的目的。

5.7.3染料的技術開發程序

染料加工技術開發的一般步驟是從一個新思路的提出或者是染色的實際需要,通過實驗室研究後進行中試,直到應用於實際生產過程中,由此形成一整套的技術路線與資料。由於染料品種的多樣性和複雜性,研究開發的目的和內容也不相同,如新產品的開發、新技術的開發、新劑型的開發、新設備的開發、老技術、老設備的開發與改造等。但開發的過程與步驟大同小異,綜合起來一個新的染料商品開發過程可以分為三個階段:小試、中試和工業化試生產。

依據基礎理論及收集到的情報或者實際性能要求,確定一個新的開發方案,為達到新方案目的首先進行小規模的試驗研究,即實驗室小試。針對小試過程中出現的問題進行方案修改,小試結束後進行初步的評價,評價內容包括已經確定路線的可行性與合理性,由此確定放大到中型規模試驗的路線。根據中試的結果進行經濟評價,整理出全套技術路線。