纤维素纤维活性染料染过程中，染料的活性基团在碱性条件下与纤维的羟基发生键合反应，达到固的目的［1-4］。常规染工艺使用Na 2CO 3作为固
碱剂，但存在Na 2CO 3用量大、工人劳动强度大、固率较低等问题［5-6］。
为了降低生产成本，研究新型固碱剂替代
Na 2CO 3具有现实意义。何方容等［5］研发的代用碱染易EHY-703具有匀染性好、节能环保的特点，适用于
染及固一浴一步法的短流程工艺。李晓宇［7］针对恒大印染有限公司的活性染料复配了新型碱剂ZP ，染
料固率以及染样品的耐湿摩擦牢度和多纤沾水洗牢度均优于Na 2CO 3固样品。郑文婷［8］探究了棉纤维活性染料采用碱剂XGA 或Na 2CO 3固的
颜特征值，结果表明：XGA 可以代替Na 2CO 3作为固
碱剂，但仍存在缓冲性能较差、上染速率快等不足。碱剂XGA 的碱性偏强，缓冲性能较差，因此本实
验探讨XGA 与适量Na 2CO 3组合应用的可行性，测试
XGA 与Na 2CO 3组合作为固碱剂进行染加工的上染速率、匀染性、表观颜深度、差及各项牢度，
并评价其应用效果。
摘要活性染料染加工时，常以Na 2CO 3作为固碱剂，存在Na 2CO 3用量大、成本高等问题。为了降低染成
本，以组合碱剂XGA 和Na 2CO 3作为碱剂取代Na 2CO 3，探讨其对活性染料上染速率、匀染性、差及牢度的影响。结果表明：XGA 与Na 2CO 3组合使用可以显著降低Na 2CO 3的用量，染料的上染速率和牢度与Na 2CO 3固基本一致，差更小，匀染性良好。
关键词活性染料；碱剂；上染率；差；牢度
中图分类号：TS195.2文献标志码:A 文章编号:1005-9350（2021）02-0019-04
Study on a new alkali fixing agent for reactive dyeing
Abstract Na 2CO 3was often used as alkali fixing agent in reactive dyeing,which had the problems of high dosage and high cost.In order to reduce the cost of dyeing,the combined alkali XGA and Na 2CO
3was used as the alkali agent to replace Na 2CO 3.The effects of combined alkali on the dyeing rate,uniformity,color difference and color fastness of reactive dyes were evaluated.The results showed that the combination of XGA and Na 2CO 3could significantly reduce the use of Na 2CO 3.The dyeing rate and color fastness were nearly the same as those of Na 2CO 3fixation,with smaller color difference and good levelness.
Key words reactive dyes;alkaline agent;dyeing rate;color difference;color fastness
活性染料染新型固碱剂的研究
收稿日期：2020-06-11
基金项目：西安工程大学柯桥纺织产业创新研究院暨（柯桥）研究生创新学院2019年产学研协同创新项目（19KQZD10）；新疆科技支疆项目计划项目（2019E0233）作者简介：蔺雅君，女，硕士，主要研究方向为：纺织品化学加工新材料、新工艺的理论及应用。通信作者：邢建伟，男，教授，邮箱：****************。
蔺雅君，邢建伟，徐成书，苏广召，齐凡凡
（西安工程大学纺织科学与工程学院，陕西西安
710048）
LIN Yajun,XING Jianwei,XU Chengshu,SU Guangzhao,QI Fanfan
(College of Textile Science and Engineering,Xi'an Polytechnic University,Xi'an 710048,China)
染整技术
Textile Dyeing and Finishing Journal
Vol.43No.2Feb.2021
第43卷第2期2021年2
月
染整技术43卷
1
实验
1.1
材料
织物：市售纯棉针织物
药品：活性黑W-NN 、活性红3BS （工业品，浙江
闰土股份有限公司），活性红ME-3BS 、活性黄ME-3RS （工业品，上海安诺其集团股份有限公司），活性藏青RGB （工业品，浙江龙盛集团股份有限公司），无
水硫酸钠、无水碳酸钠（分析纯，广东光华科技股份有限公司），冰醋酸（分析纯，西安三浦化学试剂有限公司），固碱剂XGA 、偶合剂XD-1（自制）。1.2
仪器
JA3003B 电子天平（上海越平科学仪器有限公司），PHBJ-260型pH 计（上海精密科学仪器有限公司），ECO-24型ECO DYER 全能型试机（厦门瑞比精密机械有限公司），UV/V-16/18紫外-可见分
光光度计（上海美谱达仪器有限公司），Y571N 型摩擦牢度仪（南通宏大实验仪器有限公司），SW-12A 型耐
洗牢度实验机（无锡纺织仪器厂），X-Rite Colori7爱丽分光测仪（美国X-Rite 有限公司），101电热鼓风干燥箱（北京科伟永光仪器有限公司）。1.3
染工艺
染配方：染料5%(omf)，无水硫酸钠70g/L ，无
水碳酸钠20g/L （传统工艺）或XGA 、Na 2CO 3组合碱剂X （新型碱剂染工艺），冰醋酸0.9g/L ，XD-11.0g/L ，
浴比10∶1。
染升温曲线如下所示：
1.4测试
上染率：分别测得空白染液、染残液的吸光
度，按照下式计算上染率［9］：
式中，A 0为空白染液稀释n 0倍后的吸光度值；A i 为第i 份染液稀释n i 倍后的吸光度值。
固率：分别测得空白染液、各阶段染残液的吸光度，按照下式计算固率［10］：
式中，A 0为空白染液稀释n 0倍后的吸光度值；A i 为第i 份皂洗或者水洗残液稀释n i 倍后的吸光度值，i 表示皂洗或者水洗次数。
K /S 值和颜特征值：根据GB/T 13531.2—1992《化妆品通用试验方法泽三刺激值和差ΔE *的测定》中的测试方法，采用爱丽测仪测定。
匀染性：在织物上任选21个点测其K /S 值，然后求出其平均值K /S ，用下式计算各点K /S 值对平均值的标准偏差S r ，偏差越小，匀染性越好［11］。
牢度：按照GB/T 3920—2008《纺织品牢度试验耐摩擦牢度》测试耐摩擦牢度［12］，按照GB/T 3921—2008《纺织品牢度试验耐皂洗牢度》测试耐皂洗牢度［13］。
2
结果与讨论
2.1
不同碱剂对染效果的影响
以活性红3BS 为例，按照上述工艺进行染加
工。由表1可知，新型碱剂XGA 用量为0.8g/L ，Na 2CO 3用量为0g/L 时，初始固浴pH 偏低，固结束后pH 略降低；随着Na 2CO 3用量的增大，固前后pH 变化幅度变小，Na 2CO 3的加入对提升固碱剂的缓冲性
能和稳定性起到积极作用。
由图1可知，与传统Na 2CO 3固相比，仅使用
XGA 进行固时，上染速率快但竭染率偏低；随着
Na 2CO 3用量的增大，上染速率逐渐减慢，竭染率有所
上染率=（1-）×100%
n i A i
n 0A 0
S r =∑[
-1]2/(n -1)(K /S )i
K /S
i =1
n
K /S =∑(K /S )i
1n i =1
n
序号
1#2#3#4#5#
Na 2CO 3用量
/(g·L -1)
20.00
0.51.01.5XGA 用量
/(g·L -1)0
0.80.80.80.8加碱后pH 11.0810.9311.0111.12
11.20
固结束pH 10.9210.6510.8010.9411.03
表
1
碱剂类型、用量及固前后pH 的变化
无水碳酸钠
或组合碱剂
固率=（1-）×100%
n i A i
n 0A 0
i =1n
∑20
2期
提高。这说明XGA和Na2CO3组合使用时缓冲性能更好，有利于上染率的提高。
以S r值衡量染样品的匀染性能。由表2、3可以看出，使用新型碱剂进行染加工时，染样品的S r 值随着Na2CO3用量的增大而减小；当Na2CO3用量为1.0g/L时，S r值已接近传统工艺的水平，染样品具有良好的匀染性能；继续增加Na2CO3用量，S r值不再发生显著变化。使用不同碱剂进行固，染样品间的差较小，且对各项牢度无不良影响。综上所述，将新型碱剂染工艺中的碱剂用量确定为XGA 0.8g/L、Na2CO31.0g/L。为了达到理想的应用效果，下文对新型碱剂染环节的各项参数进行优化。
2.2染工艺优化
2.2.1硫酸钠用量
使用碱剂XGA和Na2CO3组合进行染加工，固碱剂用量明显低于传统工艺，为确定匹配的硫酸钠用量，采用单因素变量法来优化硫酸钠的用量。以活性红3BS为例，以传统染样品作为标样评价染效果，结果如图2及表4所示。
由图2和表4可知，随着硫酸钠用量的提高，样品的上染率、固率均有所提升，染样品的K/S值也随之增大。这是由于染浴中Na+浓度的提高促使活性染料上染，为染料活性基团与纤维羟基的键合反应提供可能，从而获得理想的固率。当硫酸钠用量为90g/L时，染样品的K/S值与传统工艺基本一致，所得染样品与传统工艺染样品的差最小，牢度与传统工艺染样品一致。综上所述，硫酸钠的合适用量为90g/L。
2.2.2碱剂用量
由表5可知，当固浴pH为11.10，即碱剂用量为XGA0.8g/L、Na2CO31.0g/L时，染样品的K/S值、差、牢度等与传统染工艺染样品相当；继续增加碱剂用量，染品K/S值反而有所下降。这是因为固pH过高，染料水解加剧，不利于固反应的进行，染品K/S值也随之降低。因此确定合适的碱剂用
序号1# 2# 3# 4# 5#
S r
0.4947
0.5941
0.5541
0.5253
0.5177
耐摩擦牢度/级
干摩
3~4
3~4
3~4
3~4
3~4
湿摩
3
3
3
3
3
耐皂洗牢度/级
原样变
4
4
4
4
4
棉沾
4
4
4
4
4
毛沾
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5表2不同碱剂对匀染性和各项牢度的影响
序号1# 2# 3# 4# 5#
CV-SWL
17.30
17.56
17.48
17.64
17.86
L/DL*
39.88
-0.08D
-
0.08D
-0.09D
-0.40D
a/Da*
58.20
0.04R
-0.02R
-0.09R
-0.06G
b/Db*
1.77
0.57Y
0.41Y
0.61Y
0.92Y
c/DC*
58.23
0.06B
-0.01B
0.11B
-0.03D
h0/DH*
1.74
0.57Y
0.41Y
0.61Y
0.92Y
DE*CMC
0.31
0.23
0.33
0.54
表3不同碱剂对染样品颜特征值的影响
固
碱剂
Na2CO3
新型碱剂
硫酸钠用
量/(g·L-1)
70
60
70
80
90
100
K/S
值
17.43
16.15
16.61
16.73
17.55
17.95
ΔE
0.91
0.65
0.49
0.30
0.53
耐摩擦牢度/级
干摩
3~4
3~4
3~4
3~4
3~4
3~4
湿摩
3
3
3
3
3
3
耐皂洗牢度/级
原样变
4
4
4
4
4
4
棉沾
4
4
4
4
4
4
毛沾
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
表4硫酸钠用量对染效果的影响
(
%
)
? (min)
上
染
率
/
%
时间/min
■—1#；●—2#；▲—3#；▼—4#；◆—5#
图1上染率曲线
上
染
率
/
%
60100
7090
80
78
86
88
90
76
80
82
84
92
94
白
度
78
84
86
88
90
94
92
76
80
82
元明粉用量/(g·L-1)
■—上染率；●—固率
图2硫酸钠用量对上染率和固率的影响
蔺雅君，等：活性染料染新型固碱剂的研究21
量为XGA0.8g/L、Na2CO31.0g/L。
2.2.3固时间
由表6可知，随着固时间的延长，染样品的K/S值呈现先增大后趋于平稳的趋势，当固时间为
60min时，染样品的K/S值、差、牢度与传统工艺染样品基本一致；延长固时间，染样品的K/S 值变化不大。为了保证染样品颜的准确性，本着节约能源、降低生产成本的原则，固时间确定为60min。
综上所述，新型碱剂最佳染工艺为：元明粉90 g/L，XGA0.8g/L，Na2CO31.0g/L，固时间60min。
2.3不同碱剂的应用效果
按照上述优化工艺，选用活性墨绿2.6%(omf)（活性黄ME-3RS1.3%、活性红ME-3BS0.5%、活性藏青RGB0.8%）和活性咖啡4.5%(omf)（活性黄ME-3RS2.0%、活性红ME-3BS1.5%、活性黑W-NN 1.
0%）两个敏感号进行染加工，测试所得样品的S r值、上染率、固率、K/S值、耐摩擦牢度、耐皂洗牢度并评价应用效果，结果如表7~9所示。
由表7、8可看出，与传统工艺相比，使用XGA和Na2CO3组合作为固碱剂，染样品匀染性良好；新型碱剂染环节的固率较传统工艺略高，ΔR值较小，即固结束后残留在染浴中和织物表面的染料量较少，染料利用率提高，减轻了后续皂洗环节的压力；以不同碱剂进行染加工所得染样品的K/S值相近，差较小。
由表9可知，采用不同碱剂进行染加工，牢度基本一致，说明使用新型碱剂进行染加工，对染样品的牢度无不良影响。
综上所述，以新型碱剂作为固碱剂进行染加工获得的染样品具有良好的匀染性和理想的牢度。
3结论
（1）XGA和Na2CO3组合作为固碱剂进行染加工时，染料的上染率与传统工艺基本一致，所得染样品的匀染性良好，与目标染样品的差在可接受范围。
（2）染料用量为5.0%（omf）时，硫酸钠的合适用量为90g/L，固碱剂的最优用量为XGA0.8g/L、Na2CO31.0g/L，碱剂固时间为60min。（3）XGA和Na2CO3组合应用的效果良好、用量少、使用方
便，具有一定的经济性能。
参考文献：
[1]王海峰，李桂芳，杨静新.活性染料代碱剂SM固性能研
究[J].印染助剂,2011(4):39-40.
（下转第26页）
XGA用量/(g·L-1)
0 0.5
0.8
1.0 1.4Na2CO3用量
/(g·L-1)
20
1.0
1.0
1.0
1.0
固
pH
11.08
10.54
11.10
11.39
11.52
K/S值
18.41
17.22
18.54
18.89
18.81
ΔE
0.63
0.15
0.51
0.47
耐摩擦牢度/级
干摩
3~4
3~4
3~4
3~4
3~4
湿摩
3
3
3
3
3表5碱剂用量对染效果的影响
固碱剂Na2CO3新型碱剂固时
间/min
60
50
60
70
80
K/S
值
18.34
17.02
18.41
19.20
19.32
ΔE
0.44
0.21
0.30
0.58
耐摩擦牢度/级
干摩
3~4
3~4
3~4
3~4
3~4
湿摩
3
3
3
3
3
耐皂洗牢度/级
原样变
4
4
4
4
4
棉沾
4
4
4
4
4
毛沾
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
表6固时间对染效果的影响
号
墨绿
咖啡
固碱剂
Na2CO3
新型碱剂
Na2CO3
新型碱剂
S r
0.4436
0.4552
0.4523
0.4612
上染率/%
86.02
85.83
85.16
84.95
固率/%
76.60
77.40
72.60
72.81
ΔR/%
9.42
8.43
12.56
12.14
表7不同碱剂对染效果的影响
注：ΔR=上染率-固率。
号
墨绿
咖啡
固碱剂
Na2CO3
新型碱剂
Na2CO3
新型碱剂
CV-SWL
5.850
5.920
9.913
10.338
L/DL*
38.03
-
0.40D
30.15
-0.69D
a/Da*
-9.94
-0.17G
3.68
-0.20G
b/Db*
6.41
-0.15B
6.21
-0.20B
c/DC*
11.83
0.07B
7.22
-0.28D
h0/DH*
147.20
0.21G
59.30
0.07Y
DE*CMC
0.31
0.52
表8不同碱剂对染织物颜特征值的影响
号
墨绿
咖啡
固碱剂
Na2CO3
新型碱剂
Na2CO3
新型碱剂
耐摩擦牢度/级
干摩
3~4
3~4
3~4
3~4
湿摩
3
3
3
3
耐皂洗牢度/级
原样变
4
4
4
4
棉沾
4
4
reactive是什么药
4
4
毛沾
4~5
4~5
4~5
4~5
表9不同碱剂对染牢度的影响
着染料用量的增加，扩散到纤维内部的染料分子增多，染料上染量随之增大。当染料用量超过8%(omf)时，K/S值不再增大。优选染料用量为8%，此时染锦纶纱线的表观深值最大。
2.2染牢度
将妖姬蓝染料按照上述优化工艺条件对锦纶纱线进行染，测试染纱线的耐摩擦牢度、耐皂洗牢度、耐日晒牢度，结果见表1。
由表1可知，妖姬蓝染料染锦纶的耐干摩擦牢度可达4级，耐湿摩擦牢度可达3级；耐皂洗牢度的变为4级，对多纤布的沾均可达到4~5级；耐日晒牢度可以达到4级。
3结论
（1）还原系染料妖姬蓝染锦纶的优化工艺条件和配方为：染料8%(omf)、组合碱18g/L、还原剂RSD
10g/L、染时间20min、染温度55℃。
（2）染料用量小于8%(omf)时，妖姬蓝染料在锦纶上具有较好的提升性能。
（3）锦纶染纱线具有较好的耐皂洗牢度和耐日晒牢度，可以满足实际大生产的要求。
参考文献：
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（上接第22页）
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耐摩擦牢度/级
干摩4湿摩
3
耐皂洗牢度/级
变
4
醋酯
沾
4~5
棉沾
4~5
锦纶
沾
4~5
涤纶
沾
4~5
腈纶
沾
4~5
羊毛
沾
4~5
耐日晒
牢度
/级
4
表1染锦纶纱线的牢度
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