染色打样实训(第2版)
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任务一 酸、碱、盐

一、酸

(一)硫酸

1.基本性质

硫酸分子式为H2SO4,俗称硫镪水。纯硫酸为无色油状液体。浓硫酸具有强氧化性、吸水性及强腐蚀性。硫酸能与水以任何比例互溶,其水溶液呈强酸性。当浓硫酸与水混合时会放出大量的热,稀释浓硫酸时,只可将浓硫酸慢慢地倒入水中,切不可将水倒入浓硫酸中,以免放热太多,引起酸液飞溅甚至爆炸。硫酸中的杂质主要为铁质、硫酸铅、二氧化硫等。市售硫酸浓度多为97.7%(66°Bé),硫酸浓度对照表见表1-4-1。

表1-4-1 硫酸浓度(15℃/4℃)对照表

续表

硫酸用于酸洗时,使用浓度较低。低浓度硫酸的浓度对照表见表1-4-2。

表1-4-2 低浓度硫酸浓度(15℃/4℃)对照表

2.硫酸在印染中的用途

(1)羊毛炭化剂。利用硫酸的脱水作用,使羊毛上的植物性杂质脱水炭化而去除。炭化时根据羊毛含杂程度不同,以控制硫酸浓度35~55g/L,浸酸时间3~5min为宜。

(2)强酸性染料及媒染染料染色的促染剂。强酸性染料及媒染染料用于羊毛染色时,染料本身对羊毛的亲和力较小,上染率低。选用低pH染色(pH在2~4之间),因酸促使羊毛中氨基电离形成更多的正电荷,增强了羊毛对染料的吸附作用而促染。

(3)1∶1型金属络合染料染色羊毛时的匀染剂。染色时加入硫酸可抑制羊毛上羧基的电离,减少与铬原子形成的共价键;同时,硫酸可以增进羊毛上氨基的电离,降低与铬原子间配价键的形成。这样可防止染料过快过早地与纤维络合,有利于匀染。染色后用水清洗时,羊毛上pH恢复,染料中的铬原子便可以和羊毛形成共价键和配价键。

(4)棉布次氯酸钠漂白后的脱氯剂。棉布经次氯酸钠漂白后,织物上残留部分有效氯,在遇到含氮物质,如未去除干净的天然杂质或含氮树脂整理剂时,形成淡黄色的氯胺,使棉织物泛黄。同时,在湿热如熨烫等条件下,氯胺水解释放出盐酸,使纤维素纤维发生部分水解断键,引起棉织物脆损。经过活性染料或硫化染料染色的棉织物,在遇有效氯后还会引起色变。而次氯酸钠遇水中的钙离子产生的不溶性钙盐去除不净,即形成钙斑。脱氯时通常使用较低浓度的硫酸浸渍,故又称为酸洗。酸洗时常用硫酸浓度为1~3g/L,酸洗时间为10~15min。

(5)硫酸酸洗还可用作棉布铜酞菁蓝染色、凡拉明蓝地色防染印花及棉布丝光后余碱的去除。

3.硫酸分析方法

对于高纯度的硫酸溶液可用波美计快速测定其浓度。但如果不是十分纯净的硫酸,必须用氢氧化钠中和滴定的方法才能准确测定。其反应如下:

2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

操作:精确称取检测样品约5g,用蒸馏水稀释定容于100mL容量瓶中,从中取20mL于锥形瓶中,加酚酞指示剂数滴,用1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色为止。记录所消耗氢氧化钠标准溶液的体积。按式(1-4-1)计算样品硫酸质量分数:

式中:——硫酸的质量分数;

cNaOH——氢氧化钠标准溶液浓度,mol/L;

VNaOH——消耗氢氧化钠标准溶液的体积,mL;

m——检测样品质量,g。

(二)盐酸

1.基本性质

盐酸为氯化氢的水溶液。分子式为HCl,学名为氢氯酸,俗称盐镪水。纯盐酸为无色溶液,但一般因含氯化铁、氯化砷常呈黄色。盐酸呈强酸性,有很大的毒性和腐蚀性,且有挥发性,浓盐酸中的氯化氢容易逸出,有刺鼻的臭味,与空气中的水蒸气相遇形成白雾。盐酸中的杂质主要为铁质、硫酸及硝酸等。工业上常用盐酸的浓度为约含32%氯化氢(约为20°Bé)。其浓度与相对密度的关系见表1-4-3。

表1-4-3 盐酸浓度与相对密度(20℃/4℃)的关系

2.盐酸在印染中的用途

(1)冰染染料的重氮化剂。冰染染料是由显色剂的重氮盐与打底剂在织物上合成的染料,显色剂的重氮化反应需要在盐酸与亚硝酸钠的共同作用下完成。

(2)棉布漂白后的酸洗剂。可以代替硫酸。实际使用时,因成本较硫酸高,主要用于高级棉织物及绒坯织物的酸洗。

3.盐酸分析方法

测定盐酸的浓度,可用氢氧化钠标准溶液中和滴定法。反应如下:

NaOH+HCl=NaCl+H2O

操作:精确称量称量瓶质量,用移液管迅速移取盐酸样品4mL于称量瓶中,再次精确称量,计算移取样品的质量。将样品用水稀释后转移到500mL容量瓶中,洗涤称量瓶3次并转移到容量瓶中,定容、摇匀。准确吸取稀释的盐酸溶液50mL于250mL锥形瓶中,加水100mL及酚酞指示剂数滴,用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色为止。记录所消耗氢氧化钠的体积,按式(1-4-2)计算盐酸质量分数:

式中:wHCl——盐酸的质量分数;

cNaOH——氢氧化钠标准溶液浓度,mol/L;

VNaOH——消耗氢氧化钠的体积,mL;

m——移取样品的质量,g。

(三)醋酸

1.基本性质

醋酸为有机酸中应用最广的一种,学名乙酸,分子式为CH3COOH,简写为HAc。纯醋酸为无色液体,在16℃以下时凝结成结晶,又名冰醋酸。有强烈刺鼻的酸味,易燃,有挥发性和高度腐蚀性,对皮肤有刺痛和灼伤作用。可与水以任意比例混合,其溶液呈弱酸性。醋酸中杂质多为硫酸、盐酸、铁质及亚硫酸等。市售醋酸大多含CH3COOH 30%(5.8°Bé)。其浓度对照表见表1-4-4。

表1-4-4 醋酸浓度(15℃/4℃)对照表

2.醋酸在印染中的用途

(1)弱酸性染料、活性染料染蚕丝纤维的促染剂。弱酸性染料及活性染料用于蚕丝及其制品染色时,为提高染料的利用率,可采用醋酸或中性盐促染。且醋酸还可促进蚕丝及其制品的丝鸣感,提高颜色鲜艳度。一般用醋酸控制染液pH在4~6之间,根据染色方法及染色浓度不同,醋酸浓度控制在0.3~0.5mL/L。

(2)阳离子染料助溶剂及染色的缓染剂。阳离子染料染腈纶时,因染料吸附过快,易引起染色不匀。加入醋酸可抑制腈纶中酸性基团的电离,削弱纤维对阳离子染料的吸附力,降低染料的上染速率,获得匀染的效果。一般控制染液pH在3~4之间,对于匀染性很差的阳离子染料,可以将pH降低到2~3之间。

(3)分散染料的色光及涤纶性能的稳定剂。分散染料在染液pH过高或过低时均会因极性基的电离,使色光发生变化,不利于染色的对色。同时,涤纶本身耐酸不耐碱,在碱性条件下纤维分子中的酯键水解而断裂,导致织物强力下降。常与醋酸钠混合使用,控制pH在5~6之间。

(4)冰染染料显色液的抗碱剂。冰染染料染色通常采用轧染法,织物首先浸轧色酚的碱性溶液后,再浸轧显色液。此时,织物上的碱会不断带入到显色液,使显色液pH不断升高,影响显色剂的活泼性及偶合反应的正常进行。在显色液中加入醋酸,可以吸收碱剂,使显色液pH保持稳定。

(5)中和剂。在碱性条件下加工后,织物上残留碱剂很难彻底洗除,对织物的部分性能或染色制品的颜色产生不同程度的影响。如羊毛及蚕丝织物在碱性条件下洗毛或脱胶后,残留碱会引起羊毛及蚕丝纤维强力的损伤,且使织物手感发涩。棉织物用含有β-硫酸酯乙烯砜基的活性染料(如KN型、M型及B型等)染色后,残留碱会引起染料与纤维结合键的水解断键,导致织物色变,即产生“风印”。为确保产品质量稳定及保护织物品质,以上情况均可用稀醋酸溶液中和,调节织物的pH至中性。又称为“酸洗”,工艺为:0.5g/L HAc,室温,10min。

(6)醋酸还可以做多种固色剂的助溶剂,提高固色剂的固色效果。

3.醋酸分析方法

(1)波美度测量法。波美度测量法简单易行,但从表1-4-4中不难看出,80%以下浓度的醋酸,可用这个方法直接检验其浓度。当醋酸浓度超过80%以后,很难通过用波美计测量波美度的方法来直接判定醋酸浓度。40%浓度和100%浓度的醋酸,其波美度都接近7.2。用波美计测量高浓度醋酸的波美度,不容易获得准确数据。同时,由于南方夏季气温较高,冰醋酸很难结晶,无法从外观上判定醋酸浓度。此时,可借助对高浓度冰醋酸稀释的方法进行简易检验,具体方法如下:

把液体冰醋酸注入容积为1000mL的量筒,使醋酸的体积为1000mL。用测量相对密度大于水的波美计测量该醋酸的波美度,并记录数据。把波美计放入量筒时,注意轻拿轻放,以免损坏波美计。取出波美计,将1000mL量筒内的醋酸倒入另外一只量筒内500mL,把500mL清水加到剩有一半醋酸的1000mL的量筒内,先用玻璃棒搅拌10s,以使醋酸溶液浓度均匀,再用波美计测量其波美度。

根据第二次测量得到的波美度数值从表1-4-4查对应醋酸溶液的浓度,此浓度的两倍即为被检测醋酸的浓度(注:因为波美度与浓度不是等比例关系,不可以利用所测得的波美度的两倍数值去查找被测醋酸的浓度)。第一次测量的数据在整个检验过程中起到一个验证作用。

(2)化学分析法。同盐酸溶液浓度分析法相同,用氢氧化钠标准溶液滴定求得,反应如下:

NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O

操作:用移液管吸取样品5mL(如系结晶体冰醋酸,需先在容器外隔水稍稍加热,以使其熔化后取样),置于已知质量的称量瓶中,精确称量为m。用水洗入500mL的容量瓶中,洗涤称量瓶3次并转移到容量瓶中,加水定容至刻度,摇匀。用50mL的移液管吸取稀释样液,置于250mL的锥形瓶中,加入100mL水及酚酞指示剂数滴,以0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴至试样溶液呈微粉红色时为止,记录所消耗氢氧化钠的体积。按式(1-4-3)计算醋酸质量分数:

式中:——醋酸质量分数;

cNaOH——氢氧化钠标准溶液浓度,mol/L;

VNaOH——消耗氢氧化钠的体积,mL;

m——样品质量,g。

(四)草酸

1.基本性质

草酸学名乙二酸,分子式为H2C2O4·2H2O。草酸为有机酸中的强酸之一,易分解,易被氧化。商品形状为无色透明晶体,风化后成为白色粉末。其浓度与相对密度的关系见表1-4-5。

表1-4-5 草酸溶液浓度与相对密度(15℃)的关系

2.草酸在印染中的用途

洗除织物上铁锈斑。在织造、运输、染色及整理加工中,常因机器或运输设备及储存等原因,在织物上沾污锈斑,形成疵点,影响产品质量。草酸可与铁锈中的三价铁离子络合,形成易溶于水的阴离子络合物,即铁锈可用草酸溶液洗除。但浓草酸易损伤纤维,经草酸处理后的织物需用清水彻底洗净,以防烘干时草酸浓缩损伤织物,严重者形成破洞。

3.草酸分析方法

(1)高锰酸钾法。在酸性介质中,高锰酸钾将草酸根离子氧化为二氧化碳,同时,高锰酸钾因还原而脱色。反应式如下:

2KMnO4+3H2SO4+5H2C2O4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2

操作:用锥形瓶称取样品0.5g,加入200mL水溶解后,加入20mL 3mol/L的硫酸溶液,加热至70~80℃,然后用0.05mol/L的高锰酸钾溶液滴定,至样品溶液呈粉红色时为止。按式(1-4-4)计算:

式中:——草酸的质量分数;

——消耗高锰酸钾标准溶液的体积,mL;

——高锰酸钾标准溶液浓度,mol/L;

m——样品质量,g。

(2)中和法。草酸与氢氧化钠溶液发生中和反应,生成草酸钠。反应如下:

2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O

操作:用锥形瓶称取样品0.5g,加入200mL水溶解后,加酚酞指示剂数滴,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液滴定,至溶液呈微粉红色为止。按式(1-4-5)计算:

式中:——草酸的质量分数;

cNaOH——氢氧化钠标准溶液浓度,mol/L;

VNaOH——消耗氢氧化钠的体积,mL;

m——样品质量,g。

在印染加工中,除了以上常用的酸剂外,还有硝酸,作雕刻花筒的腐蚀剂,蚁酸,可代替醋酸使用等。

二、碱

(一)烧碱

1.基本性质

学名氢氧化钠,又名苛性钠、火碱,分子式为NaOH。无水的烧碱为脆白半透明固体,潮解性极强,且在潮湿空气中易吸收二氧化碳形成纯碱。烧碱中杂质主要为氯化钠、碳酸钠、硅酸钠,有时还有少量氧化铁。烧碱属强碱,具有强烈的腐蚀性,易溶于水,溶解时放出大量的热和刺激性气味,应避免与身体接触或吸入,操作时必须戴好防护眼镜和橡皮手套。固体烧碱纯度一般在95%以上,液体烧碱常用浓度为30%。其浓度与相对密度的关系见表1-4-6。

表1-4-6 烧碱浓度与相对密度(15℃)的关系

续表

2.烧碱分析方法

烧碱的分析采用双终点滴定法。

双终点滴定法的原理:烧碱中常含有碳酸钠,用酸滴定时,酸能同时与烧碱及碳酸钠反应。滴定时在第一、第二终点依次用酚酞和甲基橙做指示剂,反应如下:

NaOH+Na2CO3+2HCl=2NaCl+NaHCO3+H2O      (第一终点)

NaHCO3+HCl=NaCl+H2CO3      (第二终点)

总反应为:NaOH+Na2CO3+3HCl=3NaCl+H2CO3+H2O

双终点滴定法分为容量法和质量法两种。容量法分析简便快捷,常用于对棉布退浆、煮练、丝光等碱液浓度的测定。质量法比较费时。

(1)容量法。准确移取液体烧碱样品5mL于250mL锥形瓶中,加水100mL,滴加酚酞指示剂2~3滴至粉红色,用1mol/L盐酸标准溶液滴定,至粉红色消失,这是第一终点,记录所消耗盐酸溶液的体积。再加入甲基橙指示剂2~3滴,继续用1mol/L盐酸溶液滴定,至微橙红色为止,这是第二终点,记录第二次消耗盐酸溶液的体积。分别按式(1-4-6)和式(1-4-7)计算烧碱和纯碱浓度。

式中:CNaOH——氢氧化钠浓度,g/L;

——碳酸钠浓度,g/L;

V1——第一终点消耗盐酸溶液的体积,mL;

V2——第二终点消耗盐酸溶液的体积,mL;

cHCl——盐酸标准溶液浓度,mol/L;

V——烧碱样品体积,mL。

(2)质量法。取一个干净小烧杯,于烘箱内烘约0.5h,取出置于干燥器内冷却至室温,精确称量,记下质量。移取浓碱液样品2.5mL于小烧杯内,再精确称量(由此计算出碱液样品的质量)。取100mL水,先用少量稀释碱样并转移到250mL锥形瓶中,其余水分多次洗涤小烧杯并全部转移到锥形瓶中。滴加酚酞指示剂2~3滴至粉红色,用1mol/L盐酸标准溶液滴定,至粉红色消失,这是第一终点,记录所消耗盐酸溶液的体积为V1。再加入甲基橙指示剂2~3滴,继续用1mol/L盐酸溶液滴定,至微橙红色为止,这是第二终点,记录第二次消耗盐酸溶液的体积为V2。分别按式(1-4-8)和式(1-4-9)计算烧碱和纯碱浓度。

式中:wNaOH——氢氧化钠质量分数;

——碳酸钠质量分数;

V1——第一终点消耗盐酸溶液的体积,mL;

V2——第二终点消耗盐酸溶液的体积,mL;

cHCl——盐酸标准溶液浓度,mol/L;

m——烧碱样品质量,g。

(二)纯碱

1.基本性质

学名碳酸钠,实质属于碱式盐,在印染工业通常作为碱剂使用。分子式Na2CO3。为白色的粉状固体,易潮解结块。易溶于水,其水溶液呈碱性,有滑腻的手感和热感。纯度一般在95%以上,通常意义上的纯碱为碳酸钠的粗制品。纯碱中杂质主要为碳酸氢钠、烧碱、氯化钠、硫酸钠及少量铁质。其浓度对照表见表1-4-7。

表1-4-7 纯碱浓度(15℃/4℃)对照表

2.纯碱在印染中的用途

(1)软水剂。当水中钙、镁离子含量较多时,容易导致练漂及染色的疵病。所以印染对用水的要求较高,一般需要软化处理。纯碱可与钙、镁离子形成不溶性盐而沉淀出来,但沉淀过多会附着于织物表面,所以纯碱软化法仅适于水中钙、镁离子含量较低的情形。

(2)直接染料、硫化染料助溶剂。直接染料溶解性差,不耐硬水,在染色时加入适量纯碱可以保持染液的稳定性,有助于染料的溶解,防止病疵产生。硫化染料隐色体容易水解析出,加入纯碱使硫化染料隐色体稳定,有利于提高得色量。作助溶剂时,纯碱使用浓度一般为0.5~2.0g/L。

(3)活性染料染纤维素纤维的固色剂。活性染料染纤维素纤维时,除了膦酸酯活性基外,其他活性基的染料与纤维的固着反应均需要在碱性条件下进行。纯碱浓度一般为15~30g/L,根据染色浓度及染料活泼性而定。

(4)助洗剂。纯碱有助洗作用,可作为精练、皂煮、脱胶及洗毛助剂。一是能促进纤维的膨化,有利于洗液向织物内部渗透及织物内部污物的排出,二是能提高洗涤剂的溶解性,从而提高洗涤剂的有效作用能力,三是能提高污物的溶解性,促使污物在洗涤液中稳定,防止对织物的再沾污。

(5)树脂整理后织物pH中和剂。部分树脂与纤维交联反应的副产物呈酸性,而且使用的催化剂也呈酸性,对纤维素纤维产生损伤。采用纯碱中和可以调节织物的pH。

3.纯碱分析方法

操作:称取样品2g,用预先煮沸(驱赶其中的二氧化碳)冷却的蒸馏水溶解后转移至500mL容量瓶中,定容、摇匀即为样品溶液。取样品溶液50mL于250mL锥形瓶中,加蒸馏水100mL,滴入数滴酚酞指示剂搅匀。速用0.1mol/L盐酸标准溶液滴定,至粉红色消失,这是第一终点,记录所消耗盐酸溶液的体积。再加2~3滴甲基橙指示剂,继续用0.1mol/L盐酸溶液滴定,至微橙红色为止,这是第二终点,记录第二次消耗盐酸溶液的体积。计算分两种情况。

(1)当V1V2时,说明纯碱中有烧碱,按下式计算:

(2)当V1V2时,说明纯碱中有碳酸氢钠(小苏打),按下式计算:

式中:——氧化钠的质量分数;

——碳酸钠的质量分数;

wNaOH——氢氧化钠的质量分数;

——小苏打的质量分数;

V1——第一终点所消耗盐酸溶液的体积,mL;

V2——第二终点消耗盐酸溶液的体积,mL;

cHCl——盐酸标准溶液浓度,mol/L;m——样品质量,g。

(三)硫化碱

1.基本性质

学名硫化钠,又称臭碱、硫化石。分子式Na2S,为粉粒状。硫化碱通常含9个结晶水,分子式为Na2S·9H2O,晶体硫化碱一般含Na2S 50%~60%。硫化碱易溶于水,其水溶液呈强碱性,具有还原性及强烈腐蚀性。与酸反应产生有毒、易燃且有臭鸡蛋气味的气体硫化氢,硫化碱本身也能燃烧。60%以上的硫化碱为半透明橙红色或橙黄色结晶,50%~58%硫化碱为赤褐色固体。其中的杂质主要为铁质。硫化碱常用浓度与相对密度的关系见表1-4-8。

表1-4-8 硫化碱浓度与相对密度(18℃/4℃)的关系

2.硫化碱在印染中的用途

(1)硫化染料还原剂及溶剂。硫化染料不溶于水,使用时需要在还原剂及碱剂的作用下形成可溶性的隐色体,才能上染棉纤维。硫化碱既是还原剂又有很强的碱性。使用时用热的硫化碱将硫化染料调匀,然后加水至需要量(生产时加入染槽内)搅拌加热5~15min,至染料还原溶解充分。

(2)与保险粉共同作为海昌蓝染料的还原剂。

3.硫化碱分析方法

硫化碱的分析方法一是定性鉴别,二是定量分析。

(1)定性鉴别。定性鉴别硫化碱的方法非常简单,将少量硫化碱置于试管中,加少许水制成浓溶液,加入盐酸数滴,如产生臭鸡蛋气味的气体,即证明样品为硫化碱。

(2)定量分析。硫化碱的定量分析可以使用碘滴定法和硫代硫酸钠滴定法。下面重点介绍碘滴定法。碘与硫化碱的反应如下:

Na2S+2CH3COOH=2CH3COONa+H2S

H2S+I2=2HI+S

操作:准确称量样品约5g,溶解后转移至500mL容量瓶中,清洗称量瓶,并定容、摇匀。准确移取50mL至250mL锥形瓶中,加水50mL,加入6mol/L醋酸溶液15mL调节溶液pH呈酸性,加入淀粉指示剂,迅速用0.1mol/L碘溶液滴定,至呈蓝色为止。记录所消耗碘溶液的体积。计算如下:

式中:——硫化钠质量分数;

——消耗碘溶液的体积,mL;

——碘溶液浓度,mol/L;

m——样品质量,g。

(四)泡花碱

1.基本性质

学名硅酸钠,又称水玻璃。通常分子式写作Na2SiO3。实际上硅酸钠是由不同比例的Na2O和SiO2结合而成的,所以分子式又可写作Na2nSiO2,其中n值在1.6~4之间,n值不同,硅酸钠的性质也会发生变化。商品硅酸钠有固体和液体两种形式。固体为白色粒状,液体为无色黏稠状,且略带绿光或灰光,因其外形很像玻璃,且又能溶解在水中,故俗称水玻璃,实际与普通玻璃有很大区别。作为印染助剂使用的泡花碱,通常为34%~38%(37~40°Bé)的水溶液,其中n值约为3,约含SiO224%。泡花碱浓度与相对密度的关系见表1-4-9。

表1-4-9 泡花碱浓度与相对密度(15℃)的关系

2.泡花碱在印染中的用途

(1)练漂的助练剂。棉布及蚕丝织物等天然纤维类织物中含有大量杂质,通过练漂它们会溶落至练液中经水洗去除,但也有一些会吸附到织物上,影响织物手感及白度。特别是其中的含铁化合物,在织物上产生铁锈。依靠泡花碱的胶体作用可以吸附溶落在练液中的杂质。

(2)双氧水漂白的稳定剂。双氧水的漂白是依靠其分解产生的过氧氢离子HO-2对色素的分解、氧化等作用而完成的。第一,双氧水产生HO-2需要在碱性条件下。第二,双氧水的分解速率过快会降低漂白的效果。加入泡花碱既是碱剂又能控制双氧水的分解速率,使双氧水均匀、缓慢地分解。

需强调的是,一是泡花碱的用量不宜过高,过高反而会降低织物的毛细管效应,如棉布煮练时一般不超过0.4%。二是泡花碱长时间及高温加工时会结垢,影响织物手感。

3.泡花碱的分析方法

对于泡花碱的分析,一是分析总碱量,通常用酸滴定法。二是分析其中SiO2的含量,采用称重法。

(1)总碱量。泡花碱的总碱量以所含Na2O总量来表示,是指游离的Na2O及与SiO2结合的Na2O的总量。一般采用盐酸标准溶液滴定。其反应如下:

Na2O+2HCl=2NaCl+H2O

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3

操作:准确称量样品约5g,溶解后转移至500mL容量瓶中,清洗称量瓶且一并转移到容量瓶后,定容、摇匀。准确移取50mL至250mL锥形瓶中,加水50mL,滴加数滴甲基橙指示剂,用0.1mol/L盐酸标准溶液滴定,至微橙红色为止。记录所消耗盐酸溶液的体积。计算如下:

式中:——氧化钠质量分数;

cHCl——盐酸标准溶液浓度,mol/L;

VHCl——消耗盐酸溶液的体积,mL;

m——样品质量,g。

(2)SiO2含量。泡花碱与过量酸反应形成食盐和硅酸,硅酸受热分解形成不溶于水的二氧化硅。依据此特性,可以测得泡花碱中二氧化硅的含量。反应如下:

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3

H2SiO3=SiO2↓+H2O

操作:将上述(1)滴定后的溶液转移到蒸发皿中,加过量的浓盐酸5mL(以确保使泡花碱全部转化成硅酸和食盐),在水浴锅上加热使水蒸发至干(此时,硅酸已全部分解为二氧化硅)。再用浓盐酸润湿残渣,并加入50mL水,继续加热至干。再加50mL水搅匀,用无灰滤纸过滤洗涤沉淀,移到坩埚中灼烧至恒重。称出残渣SiO2的质量。按下式计算:

式中:——二氧化硅质量分数;

——残渣SiO2的质量,g;

m——样品质量,g。

(五)液氨

氨在室温下为气体,经过加压后可转变为液体,即液氨。液氨的沸点为-33.4℃。液氨在印染中常用作棉织物防皱整理剂。整理时,织物在一定张力下在-33℃液氨中浸渍9s后,离开液氨,织物升温后液氨蒸发。在处理过程中,液氨在纤维的无定形区产生交联键,从而提高了织物的抗皱性和耐磨性,且手感柔软,缩水率降低。液氨整理是目前高档棉织物的加工方式之一。但氨气刺激性强,会对眼睛及皮肤产生灼伤,所以生产加工时要做好防护及回收工作。且液氨整理后,可能引起染色产品的色变,要做好检测工作。一般以液氨整理后的颜色为对色的色样较为合适。

除上述印染中常用的碱剂外,其他碱剂还有:小苏打(学名碳酸氢钠)用作活性染料直接印花及轧染时的固色剂,石灰用作淡碱回收剂,三乙醇胺用作活性染料半防印花及树脂稳定剂等。

三、盐

(一)食盐

1.基本性质

学名氯化钠,分子式NaCl。工业用食盐含NaCl92%~98%,所含杂质主要为氯化镁、氯化钙、硫酸钙。久置于空气中,因氯化镁、氯化钙吸水而潮解。

2.食盐在印染中的用途

(1)促染剂。食盐常作为多种阴离子染料染色的促染剂,如直接染料、活性染料、弱酸性染料、还原染料隐色体及色酚钠盐的上染等,食盐均产生促染作用。

(2)缓染剂。在阳离子染料染腈纶时,食盐能够抢占染座,起到缓染作用,但相对于阳离子型表面活性剂来说,其缓染作用较弱。在强酸性染料染羊毛时,加入食盐起同样的作用。

需注意的是,在使用食盐时其用量不宜过高,尤其是对于聚集倾向大的染料,如直接染料等,在染色浓度较高时,食盐浓度过高会导致染料过度聚集甚至沉淀,产生染色疵病。

3.食盐分析方法

根据食盐中氯离子的特性,可以用银量法。其反应如下:

NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl↓

操作:准确称量样品约2g,溶解后转移至500mL容量瓶中,清洗称量瓶且一并转移到容量瓶中,定容、摇匀。准确移取50mL至250mL锥形瓶中,加水100mL,滴加数滴铬酸钾指示剂,用0.1mol/L硝酸银标准溶液滴定,至砖红色为止。记录所消耗硝酸银溶液的体积。计算如下:

式中:wNaCl——氯化钠质量分数;

——消耗硝酸银溶液的体积,mL;

——硝酸银标准溶液浓度,mol/L;

m——样品质量,g。

(二)元明粉

学名硫酸钠,分子式Na2SO4,白色粉状或晶状,含10分子结晶水的硫酸钠又称为芒硝。工业用元明粉约含Na2SO492%~98%,所含杂质主要为氯化物、铁盐及硫酸钙。元明粉在印染中的用途基本同食盐。

(三)醋酸钠

1.基本性质

分子式CH3COONa,简写为NaAc。无水醋酸钠为白色或灰白色粉末,商品醋酸钠为含3个结晶水的无色晶体,含无水醋酸钠58%~60%。

2.醋酸钠在印染中的用途

(1)中和剂。在冰染染料染色时,中和显色剂重氮液中过量的盐酸,使重氮盐由稳定状态转变为活泼状态而能与色酚偶合。且醋酸与醋酸钠形成缓冲体系,有利于显色液pH的稳定。

(2)硫化染料防脆剂。硫化染料染色后,常因染料中析出硫氧化形成的酸使棉织物脆损,强力下降。在染色后用醋酸钠溶液处理可以中和织物上的残留酸,防止硫化染料染色棉布的脆损。

(3)pH稳定剂。在分散染料染色时,涤纶织物及分散染料对染液pH都十分敏感,pH的变化常引起染色色光的改变或涤纶织物的损伤,为此,在加工时,常采用醋酸与醋酸钠的缓冲溶液,以稳定染液pH。

除以上常用盐之外,印染中使用的盐还有:

磷酸钠:可用作软水剂,棉布煮练助剂,双氧水漂白稳定剂,活性染料固色剂。

硼砂:为非耐久阻燃剂。

磷酸氢二铵及磷酸二氢铵:为耐久性阻燃剂及树脂整理催化剂。

六偏磷酸钠:为软水剂。

氯化镁及硝酸锌:常作为树脂整理的催化剂。