任务3 染料的商品化

一、商品染料加工助剂及其作用

染料加工助剂是指商品染料中的辅助成分。染料商品化加工中大量使用分散剂、乳化剂、匀染剂、消泡剂、金属络合剂、防尘剂、填充成型剂等助剂，这些助剂多为表面活性剂。

（一）使用加工助剂的目的

1.满足后处理加工过程的需要 比如，有些染料加工时长期在水中会发生水解（如活性染料等），就要加入一些稳定剂；为降低染料黏度加入稀释剂；需要粉碎的染料加入助磨剂等。

2.满足商品剂型的成型需要 商品染料有粉状、颗粒状、浆状等多种外观形态，因此，要根据不同商品剂型选用不同的添加助剂，以满足商品成型的需要。

例如，粉状、颗粒状染料较多使用无机类添加助剂作为成型剂，而浆状、液状染料则较多使用有机类添加助剂，尤其是表面活性剂作为分散剂、稳定剂。

3.满足商品储存的需要 液状染料储存比较困难，随储存条件如时间、温度和运输条件的变化，对储存稳定性有较大影响。我国南北方温差大，一年四季温差也大。在这种气候条件下要保证液状染料的储存稳定性更不容易。因此，使用助剂来提高染料的储存稳定性能，仍是目前商品染料后处理加工的主要方法。

4.满足染料应用的需要 许多原染料的润湿性能差，不能在水中迅速向纤维表面吸附、扩散，影响上染速率和染色效果，因此在商品染料中需添加润湿渗透剂。有些原染料属于非水溶性染料，如分散染料必须借助于分散剂才能在水中分散或溶解，才能真正作为染料而被利用。

（二）商品染料常用助剂

1.分散剂 分散剂是在染料加工过程中帮助染料粒子进一步解聚、扩散在溶液中的助剂。 对于分散染料、还原染料、颜料等水不溶性的物质尤其重要，水溶性染料为了助溶、防止凝聚也有一定作用。分散剂也称扩散剂，除分散作用外，还兼有润湿、稀释、匀染、调整染料强度等作用。

2.乳化剂 使两种互不混溶的物质形成乳化体或对体系起稳定作用的物质称为乳化剂。乳化剂多为表面活性剂，作用是提高染料体系的稳定性。

3.匀染剂 在染料对织物染色过程中能起均匀染色作用的物质叫做匀染剂。如果加工过程允许，应该把匀染剂在染料染色过程中加入，这样就提高了染料的综合质量。

4.消泡剂 在染料加工和染色时，除某些特殊工艺要求外，一般不希望起泡现象出现，即使产生气泡,也最好在短时间内消除，不会对生产和染料应用产生不良后果。

5.金属络合剂 金属络合剂也称螯合剂，可吸附除去水中的多种金属离子，以保证染料生产加工过程正常进行。染料中的金属离子主要来自有机中间体及生产用水。

6.防尘剂 现行的有关染料国家标准中规定粉状染料粒度一般不大于100目。国外粉状染料，多数都经过防尘处理，提高了染料的档次、应用价值及附加值。防止染料在干燥、粉碎、拼混和包装过程中产生粉尘飞扬的物质称为防尘剂。

二、商品染料的生产加工

染料加工技术（染料后处理技术）是将合成出来的染料（通常称原染料）通过一系列加工手段变成染料商品，达到染料应用所需的各项技术指标和各项经济指标。

染料商品的物理形态有：固状染料：粉状、颗粒状、无粉尘粉状、块状、片状、短柱状；液状染料：水溶性液状、分散体；浆状染料：固—液混合体。

染料加工技术开发的一般步骤为：

新染料技术构想→实验室试验→中间试验→工业化生产→形成一整套技术资料

开发过程可分为三个阶段：小试、中试和工业化试生产。

（一）小试

1.小试内容

第一阶段：对原染料理化性能的分析，对有关助剂的分析选择。

第二阶段：初步确定加工工艺，初步确定符合工艺要求的单元设备。

第三阶段：对小试得到的样品进行应用试验，试验结果与设计标准对照，修改方案，经多次重复性试验，直至达到设计技术标准要求为止。

2.小试的目的 主要目的是对一种工艺路线的可行性研究。通过对原染料和有关助剂的测试以及加工试验，可以得到初步的工艺路线方案。小试结束时，能够确定出助剂的种类、用量、加工设备的种类等。

3.商品染料的检测 商品染料理化指标的检测有如下内容：

（1）滤饼的含固率。商品染料滤饼中含有原染料的湿基质量分数，即滤饼中原染料的有效成分。测定方法常采用烘箱法：定量的滤饼放在105℃恒温烘箱内，待恒重后计算出滤饼的含固率。

（2）染料杂质。染料杂质主要来自两个方面：化学合成过程中的化学残留物，如酸、碱、盐等；生产用水带入的机械和化学杂质。

（3）商品染料的相对强度。染料标样是指按一定要求检验合格并妥善保存的染料样品，在以后染料生产和质量控制中作为检验相同品种染料的色光、强度的实物标准；商品染料的相对强度简称为染料强度，也称染料力份。是指某种染料赋予被染物颜色的能力相对于染料标样的百分率。

（4）商品染料的色光。色光是指在染色深度一致的条件下，待测染料染色物颜色与染料标样染色物颜色的偏差程度，包括色相、明度、饱和度方面的差异。我国染料标准中对色光有明确的标准，共分为五个等级，若按它们的优劣顺序为近似、微、稍、较、显五个等级。商品染料同标样对比打样可评定出色光属哪个级别。后处理加工的任务之一就是调整色光，使其达标。

（5）商品染料的pH值。染料加工和染色中，受pH值影响较大，测定出商品染料的pH值后，可根据不同需要进行调整。

（6）商品染料的晶型粒度。染料滤饼的晶型和颗粒大小对染色性能有重大影响，确知商品染料的晶型和粒度后，后加工时可采取一定方法对晶型或粒度加以调整。

（二）中试

中试是从实验室过渡到工业生产的中间环节、关键阶段，可以减小工业生产的风险。中试起承上启下作用，是对实验室研究结果的检验和补充，同时又给工业化设计提供足够翔实可靠的基础数据。

中试过程中，会建立一套连续、完整的工艺流程，可生产出性能较稳定的产品，并对小试产品进行一系列应用方面的试验和检验。中试结束后也要进行技术经济评价，如果发现新问题，就要退回小试重新调整方案，直至中试合格为止。

国内大的染料生产厂家都有自己的中试设备或中试车间。中试设备投资较大，只为一个品种建一套中试设备显然不太经济，所以要求中试设备具有通用性强、适应性广的特点。

（三）工业化试生产

工业化试生产包括施工设计、试生产和染料产品检验三方面内容。

1.施工设计 根据小试和中试的研究结果进行工业化设计，包括对具体物料进行有针对性地设计，要求施工设计时制订出一整套技术要求。

2.试生产 试生产过程中应取得必要的现场数据，并形成一整套技术资料，总结整个项目的得失，以完善开发研究的各项成果。

试生产的主要步骤如下：

（1）单机试车及系统连动试运转。

（2）按中试工艺条件投料。

（3）连续试生产，标定系统的最大生产能力。

（4）核定系统的动力消耗。

（5）向操作者提供试车报告和操作规程。

（6）提供环境治理时必要的参数。

3.染料产品主要检验标准

（1）GB/T 3671.1—1996《水溶性染料溶解度和溶液稳定性的测定》和GB/T 3671.2—1996《水溶性染料冷水溶解度的测定》。

（2）GB/T 2390—2003《水溶性染料pH值的测定》。

（3）GB/T 4467—2006《染料悬浮液分散稳定性的测定》。

（4）GB/T 1639—2006《可溶性还原染料溶解度的测定》。

（5）GB／T 2381—2006《染料及染料中间体不溶物质含量的测定》。

（6）HG/T 3400—2001《染料颗粒细度的测定》。

（7）GB/T 5542—2007《染料 大颗粒的测定 单层滤布过滤法》。

（8）GB/T 2386—2006《染料及染料中间体 水分的测定》。

（9）HG/T 3399—2001《染料扩散性能的测定》。

（10）GB/T 5541—2007《分散染料 高温分散稳定性的测定 双层滤纸过滤法》。

（11）GB/T 5540—2007《分散染料 分散性能的测定 双层滤纸过滤法》。

（12）GB/T 2383—2003《染料 筛分细度的测定》。

（13）GB/T 6693—2009《染料 粉尘飞扬的测定》。