发酵产物的提取(也称下游处理)费用大约占总生产费用的60%,这是生物表面活性剂产品商业化的一个主要障碍。生物表面活性剂的最佳提取方法随发酵操作及其物理化学性质的不同而不同。其中溶剂萃取是最常用的提取方法,如Kuyukina等[7]利用甲基-叔丁基醚萃取红球菌生产的生物表面活性剂,可以获得较高产率10mg/L。超滤是用于提取生物表面活性剂的一种新方法。Lin等[8]用分子量截止值为30000Da的超滤膜从发酵液中提取枯草芽孢杆菌产生的脂肽类生物表面活性剂莎梵婷,收率达95%。Mattei等设计了一套连续提取生物表面活性剂的装置,应用切面流过滤法能连续提取产物,产率高达3g/L。能与连续发酵生产配套的产物提取方法有泡沫分离、离子交换树脂法等。Davis等[9]用泡沫分离法连续提取枯草芽孢杆菌产生的莎梵婷,收率达71.4%。鼠李糖脂的提取过程是先离心过滤除去细胞,再通过吸附色谱将鼠李糖脂浓缩在安珀莱特XAD-2树脂上,后用离子交换色谱法提纯,最后将液体蒸发和冷冻干燥可得纯度为90%的成品,收率达60%。

生物表面活性剂在环境工程中的应用 许多化学合成表面活性剂由于难降解、有毒及在生态系统中的积累等性质而破坏生态环境,相比之下,生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中污染治理。如:在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子,修复受有机物和重金属污染的场地等。

在废水处理工艺中的应用 用生物法处理废水时,重金属离子对活性污泥中的微生物菌群常会产生抑制或毒害作用,因此,在用生物法处理含重金属离子的废水时须进行预处理。当前,常用氢氧化物沉淀法除去废水中的重金属离子,但其沉淀效率受氢氧化物溶解度的限制,应用效果不甚理想;浮选法用于废水预处理时又常因所用浮选捕收剂在其后续处理过程中难降解(如化学合成表面活性剂十二烷基磺酸钠),易产生二次污染而受限制,因此,有必要开发易生物降解、对环境无毒害的替代品,而生物表面活性剂恰好具有这一优势。

但是,国内外对这一方面的应用研究很少,直到最近才有报道。Zouboulis等[10]研究了生物表面活性剂作为捕收剂除去广泛存在于工业废水中的两种有毒金属离子:Cr4+和Zn2+。结果表明,莎梵婷和地衣芽孢杆菌素在pH为4时均能很好地从废水中分离吸附了Cr4+的αFeO(OH)或Cr4+与FeCl3?6H2O形成的螯合物,极大地提高了Cr4+(50mg/L)的去除率,几乎可达100%;在pH为6时,莎梵婷对螯合物中的Zn2+(50mg/L)去除率高达96%,而在相同条件下,地衣芽孢杆菌素的处理效果不明显,去除率为50%左右。4.2在生物修复中的应用 在利用微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境的过程中,由于所使用的生物表面活性剂可以直接使用发酵液,能节省表面活性剂的分离提取和产品纯化成本,因此,生物表面活性剂在现场生物修复有机污染场地的应用潜力很大。国外对生物修复的研究大约起始于20世纪80年代初期,至今已有大量成功的工程实例。如Harvey等[11]将铜绿假单胞菌生产的海藻糖脂,加入ExxonValdez号油轮在阿拉斯加威廉王子海湾造成的原油泄漏污染的海水中,大大提高了原油的降解速度。这也是目前为止规模最大的实际应用中最成功的现场生物修复。而在国内还未见有将生物表面活性剂成功用于环境污染物治理方面的报道。

食品洗涤剂，也就是洗洁精，已经成了人们日常生活常用的日化产品之一，但总有传言说“洗洁精残留有毒，而罪魁祸首就是洗洁精里面含有的‘表面活性剂’”。要弄清这个问题之前，我们先要明白一个问题：

什么是表面活性剂？

表面活性剂是一大类化学物质的总称，结构上具有亲水亲油的基团，可以让水和油混合在一起。简单的说，水和油不相容，因为他们的化学结构互相排斥，就像两个敌方的士兵，见面就互相打架。而表面活性剂，分别具有亲水的化学机构和亲油的化学结构，可以让水和油混合，凑合在一起过日子。

表面活性剂常见吗？

表面活性剂十分常见，自然界及人工合成的物质中，可以用作“表面活性剂”的足有数万种。比如过去人们会用皂荚树（又叫皂角树）结的果实泡水洗衣服，就是利用了其中含有的表面活性剂皂角苷。还有这些年逐渐流行起来的手工皂，将油脂经过皂化后形成的硬脂酸盐，也是表面活性剂。

表面活性剂有能吃的吗？

还有许多吃的，比如豆浆、牛奶，正是因为有了磷脂等物质作为表面活性剂，其中许多营养物质才可以稳定而不沉淀。也有不少食品需要额外添加表面活性剂，例如蛋糕在制作过程中，额外添加一些表面活性剂，才能让起酥油等物质均匀地分散到蛋糕中去。甚至我们人体能够正常进行新陈代谢，都离不开表面活性剂的功劳。人体的胆汁就可将脂肪乳化成较小的脂肪微粒，经小肠吸收。

表面活性剂原理是什么？

所以，表面活性剂并不是十恶不赦的有害物质，大自然中有、我们的食物中有、我们的身体中也有。在家用的洗洁精中，表面活性剂是除了水之外，含量最大的成分，通常含量在15%以上，并且也是发挥除油功能的成分。因为它亲水又亲油，可以将油污从餐具上“拽”下来，并让污渍以微粒的形式溶入水中。

关于表面活性剂有哪些规定？

根据GB14930.1-2015《国家安全标准 洗涤剂》相关规定，食品用洗涤剂中的表面活性剂，都是无毒或者低毒的物质，不要说残留的那一点了，即便是直接喝上几口，其实都不会有严重危险。

这可不是我们随口乱说的，大多数用在洗洁精中的表面活性剂，LD50(半数致死量)都在1g/kg这个数量级，也就是对于一个60kg的成年人而言，差不多要喝完一整瓶洗洁精，才会有生命危险。当然，这不是说真的误食了就什么都不管，就医诊疗不可或缺，只不过离“中毒死亡”还有一段距离。

实验室规模合成的苄基 RZnX 试剂（起始原料为 0.5 摩尔/升）的优化反应条件和达到的流动产率

为了扩大可连续生产的羰基锌的产品组合，工作人员不仅研究了苄基起始材料，还研究了脂肪族化合物和一种 Reformatsky 试剂

在实验室规模上合成的不同 RZnX 试剂的优化反应条件和流动产率，起始原料 0.5 摩尔/升

有机锌化合物的合成收率也很高，副产物很少，这一点已通过气相色谱分析得到证实。在此基础上，首次使用实验室反应器转换了 2.0 M 的起始材料溶液。相应的锌羰酰氯的合成也顺利进行。完全或几乎完全的转化以及良好甚至非常高的产率均已得到证实。形成反应过程中释放的热量也能充分散发。因此，合成更高浓度的 RZnX 溶液是可行的。没有观察到锌有机物的溶解度限制。如果使用合适的溶剂组合，或许可以获得更高浓度的 RZnX。锌补充装置的实施也很成功。这样就可以在合成过程中提供新鲜的锌，实现多个小时的完全连续运行。这对于长期合成或转化较高浓度的起始溶液（如所研究的 2.0 M 溶液）尤为重要，否则反应器中的锌质量将不足以在恒定流速下完成有机卤化物的转化。此外，通过提供新鲜锌，反应器的容积可以得到更好的利用，因为过量的锌会保持在均匀的高水平，而游离容积则会保持在较低水平。

对高浓度锌羰酰氯的合成进行研究。提供了一些从 2.0 M 起始材料制备的有机锌试剂，其浓度是以前使用的溶液浓度的四倍。

在实验室规模上合成的选定 RZnX 试剂的优化反应条件和流动产率，起始原料为 2.0 摩尔/升

通过连续合成技术，首次成功地在高浓度和良好至优异的产率下生产了多种类别的锌有机化合物，并且可能还有进一步提高浓度的空间，尤其是在使用共溶剂的情况下。

实验室合成结果表明，如果对某些化合物的反应参数进行调整并改变溶剂，大多数锌试剂都能以良好甚至非常好的收率生产出来。此外，根据起始材料的不同，较短的停留时间足以使所用的有机卤化物完全转化，再加上良好甚至非常好的产率，有机锌的生产率也会很高。

中试规模研究

在实验室合成之后，一些选定化合物的转化被转移到了中试规模。大多数试剂都能实现有机卤化物的完全转化。产量与实验室合成的产量基本相当。中试合成的产量很高，尤其是对反应性起始材料而言。结果表明，Fraunhofer国际金属研究所开发的技术可以获得多种不同的有机锌化合物。合成过程可以快速、简便地进行优化，具有高度的灵活性。高浓度起始材料的转化率极高，这凸显了所使用的反应器技术的效率。首次成功地连续合成了高浓度的羰基锌。

与实验室反应器一样，用于合成锌organyl 的中试反应器也是用选择性激光熔化不锈钢制造的。中试反应器由一个装满锌粒的筒体和一个锌补充装置组成，锌补充装置可在合成过程中提供新鲜锌。如果使用两个反应器筒，如图 3 所示的合成情况，如果使用 0.5 M 的有机卤化物溶液，反应器中锌的摩尔过量约为 260。

带有两个滤筒的中试规模反应器装置，用于 RZnX 试剂的连续合成，合成效率高达 300 毫升/分钟

活化方法采用实验室合成中已经使用过的化学活化法。振动通过锌填料中的毛细管从慢动马达传递到锌床。一方面，毛细管确保锌填料被压实，另一方面，毛细管为热电偶提供了空间，以便在合成过程中测量锌填料床的温度。

列出了中试规模生产的有机锌化合物。转化率和产率的测定与实验室合成相同。该实例表明，借助连续加工和此处所示的反应器系统，可以在一次运行中轻松测试各种参数，从而使合成的优化变得更加容易。

在中试规模上合成的选定 RZnX 试剂的优化反应条件和流动产率，起始原料 0.5 摩尔/升

为了证实高浓度化合物的成功中试合成，对中试反应器中 1.5 M 溴化苄溶液的转化率进行了调查。结果见表 5。

中试规模合成的 1.5 M 溴化苄基锌溶液的优化反应条件和达到的流动产率

总结

这项研究不仅展示了有机锌化合物合成的新方法，还为合成化学领域提供了宝贵的经验和数据。随着连续合成技术的不断发展，我们有理由相信，未来有机锌化合物将在药物合成、精细化学品制造等领域发挥更大的作用。

在合成药物活性成分的过程中，形成新的碳-碳键至关重要。

一种广泛且常用的方法是使用有机金属试剂（如 RLi、RMgX、RZnX），这些试剂的反应活性差别很大，可根据所需的特定反应途径进行选择。

有机锌化合物（RZnX）是一类反应活性略低的格氏试剂，因此可以容忍与有机镁和有机锂化合物不相容的官能团的存在。

有机锌化合物对氧气和湿气非常敏感，这导致了处理和储存的困难，限制了有机锌化合物在合成化学中的应用。

Lars Gössl团队为了克服这一限制，使不同行业的工艺化学家都能广泛使用有机锌试剂，在实验室和中试规模上建立了大量有机锌试剂的连续合成路线。流量、溶剂、金属活化机理和起始材料的初始浓度均有所变化。

铁粉交流圈

研究成果

研究发现，所使用的有机卤化物只需通过反应器一次即可实现完全转化，有机羰基锌的产率可达 78-100%。

此外，还首次成功实现了高浓度 2.0 M 起始材料的连续转化。充分保证了工艺的可靠性，并展示了 84-100% 的良好至极高产率。

随后，一些选定的锌羰基化合物的合成也转移到了中试规模，液体吞吐量达到了 18 升/小时。

在停留时间为 1.5-14.0 分钟的情况下，所有合成都实现了有机卤化物的完全转化，锌羰酰氯的收率高达 98%。

实验室规模研究

为了连续合成 RZnX 试剂，研究者使用了由 Fraunhofer IMM 设计并获得专利的反应器。该反应器是利用快速成型制造工艺制造的，内有两个不同的温度区，有助于优化合成。

在实验室规模上对各种有机锌化合物的连续合成进行了广泛研究。研究表明，机械活化只能使反应开始，并在反应性有机卤化物的情况下实现显著的转化。但是，如果使用反应性较低的起始化合物，则必须使用更有效的化学活化。在所研究的大多数合成中，有机卤化物只需通过反应器一次即可完全转化。少数几种化合物的起始原料没有完全转化，但转化率仍在 90% 以上，令人满意。

利用Fraunhofer国际金属研究所开发的反应器，有机锌化合物的生产时间可长达 4 小时以上，而无需接受转化率和产率方面的损失。图 2 显示了在 THF 中合成 0.5 M 溴化苄锌溶液的温度变化示例。

一、液体的表面和表面张力

内容见上期 【基础知识】表面活性剂概论 （一）

二、溶液的表面张力、表面活性和表面活性物质

纯液体只有一种分子，故温度和压力固定时，其表面张力是一定的。而溶液的表面张力则会随浓度而改变，这种变化大致有三种情况

溶液表面张力随溶质性质和浓度的变化曲线

第一种情形是表面张力随溶质浓度的增大基本不变或略有升高，且往往大致近于直线(图中1线)。这种溶质有NaCl、Na2SO4等无机盐。第二种情形是表面张力随溶质浓度的增加而降低。通常开始时降低得快些，后来降低得慢些(2线)。属于此类的溶质有低分子量的醇类、醛、酮、羧酸、酯、醚类等极性有机物。第三种情形是一开始表面张力急剧下降，但到一定浓度后几乎不再变化(3线)。属于这类的溶质有8个碳以上的有机羧酸盐、有机胺盐、磺酸盐、苯磺酸盐等。

不同类型的物质在溶液中的状态不同。当物质加入液体中后，它在液体表面层的浓度与液体内部的浓度不同，这种改变浓度的现象称为吸附现象。

使表面层的浓度大于液体内部浓度的作用称为正吸附作用，相反则为负吸附作用，通常人们也习惯将正吸附称为吸附。因溶质在表面发生吸附(正吸附)而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性，这类物质被称为表面活性物质。第二、三类物质使溶液的表面张力降低，具有表面活性，属于表面活性物质，而第一类物质则不具有表面活性，被称为非表面活性物质。

若一种物质(甲)能降低另一物质(乙)的表面张力，就说甲对乙有表面活性。而以很低的浓度就能显著降低溶剂的表面张力的物质叫表面活性剂。上述1 类物质无表面活性，2类物质具有表面活性，但不是表面活性剂。只有3类物质才可称为表面活性剂。

上述表面活性剂的定义是Freundlich在1930年提出的，是从降低表面张力的角度来考虑的。随着表面活性剂科学的不断发展，人们发现Freundlich的定义存在局限性。因为有相当一类物质，虽然其降低表面张力的能力较差，但它们很容易进人界面(如油/水界面)，在用量很小时即可显著改变界面的物理化学性质，这类物质也被称为表面活性剂，如一些水溶性高分子。

因此，表面活性剂是这样一种物质，它能吸附在表(界)面上，在加入量很少时即可显著改变表(界)面的物理化学性质，从而产生一系列的应用功能。

01
氨纶
氨纶是聚氨基甲酸酯纤维，具有伸长率大、回复率高的特点，少量添加便可改善织物的弹性和穿着舒适性，被称为纺织品的“味精”。目前，氨纶的应用日趋广泛，各种新型面料和功能服装都会添加氨纶，并且氨纶量越来越高，从3%到30%不等。
氨纶主要用于包纱、针织、机织等纺织品，在卫生用品和医疗领域也有应用，随着差别化氨纶的发展，其应用范围也将不断扩大。尽管氨纶有众多优点，但在染色性能方面，普通氨纶的上染率和染色牢度远远达不到要求，与其他纤维混纺会出现“露白”现象。一些高档面料和氨纶量高的服装，露白问题会严重制约氨纶的应用，因此，对于氨纶染深色的研究至关重要。
氨纶的化学组分为聚氨基甲酸酯，分子中有少量氨基存在，因此，目前氨纶的染色主要是采用酸性染料，通过采取一定的措施，提高酸性染料的上染率，达到织物染深色的目的。

02
氨纶染深性现状
氨纶的染色性主要是指相对锦纶采用弱酸性染料在酸性条件下，染料和氨纶端位氨基发生离子键结合而上染。对于如何提高酸性染料的上染率，增加染色织物的颜色深度，目前主要从染料的筛选、染色助剂的应用、纺丝添加剂、纺丝工艺方面进行改善，现对每种方法的研究现状和机理进行论述。
2.1 酸性金属染料的应用
氨纶是由PTMG（聚丁二醇）和MDI （异氰酸酯）通过一次聚合和二次聚合后纺丝而得，在氨纶的大分子链上有酰胺键和少量端位氨基存在，结构类似于锦纶，因此可以采用弱酸性染料进行染色。由于端位氨基的数量比较少，所染颜色比较浅，远远达不到和相对纱锦纶同色的效果。弱酸性染料可以分为匀染型、半缩绒型、缩绒型和金属染料（1∶2金属络合酸性染料）4大类，其相对分子质量和所染颜色深度依次增加。由于氨纶是一种聚酯纤维，极性比较小的染料可以增加对氨纶的亲和力，同时，相对分子质量比较大的染料可以增加与氨纶的范德华力，因此，1∶2金属络合酸性染料是比较适宜于氨纶染色的类型，该类染料在中性或弱酸性介质中染色，因此也称为中性染料。
1∶2金属络合酸性染料对氨纶染色后，既可以通过与端位氨基发生离子键结合而上染，也可以通过范德华力与氨纶结合，可以很好地提高氨纶的染深性，尤其是大黑、大红这些容易露白的颜色。杜鹃等对中性和弱酸性染料上染氨纶的性能和工艺进行了研究，结果表明，1∶2金属络合染料对氨纶的染色性能优于普通弱酸性染料；中性染料上染氨纶比较适宜的染色工艺为：pH=4、温度70~80 ℃、保温时间40~60 min，染料提升性好。
目前，市场上可用于含氨纶、锦纶织物染深色的比较好的金属染料有青岛双桃中性染料系列，包括中性黑BL、中性蓝BNL、中性橙RL等，普通酸性染料和双桃中性黑BL染色后氨纶的颜色。
中性染料和普通弱酸性染料对氨纶染色后的颜色对比
中性黑上染氨纶可以达到很深的黑色，与相对纱锦纶颜色深度相同，可以很好地解决氨纶在染深色时的露白问题。当所染颜色较深时，织物的耐水洗色牢度会降低。
2.2 氨纶上色剂的使用
氨纶上色剂是一种含有氨基的酯类物质，与氨纶结构相似，因此可以很好地吸附在氨纶表面，同时这种助剂含有大量的氨基，为酸性染料上染氨纶提供了染座，可以很好地提高氨纶与锦纶的同色性。这种助剂在使用时，通常与染色同浴进行，用量0.5%~2.0%（omf），不需增加或改变染色工艺，比较便捷，染色效果见图2。
氨纶上色剂对酸性染料上染氨纶的影响
酸性染料对锦纶/氨纶面料染色时，加入了氨纶上色剂AN，当AN用量为2 g/L时，锦纶与氨纶的色差值小，基本达到了同色，并且AN对织物的染色牢度基本没有影响，染色牢度在4级以上。

2.3 纺丝添加剂
在二次聚合时可以加入使氨纶差别化的添加剂，如增加氨纶染色性能的添加剂，现在常用的是二乙胺，用量控制在2%以内，随着添加剂用量的增加，氨纶上的氨基数量也随之增加，酸性染料对氨纶的上染率增大，染深性提升，机理如下所示：
CN103483478A 公开了一种在氨纶纺丝时可提升氨纶染色性的助染剂，该种助染剂由甲基丙烯酸二乙氨基乙酯在引发剂偶氮二异丁腈的作用下发生自聚合反应而得。201410365359.9公开了一种提升氨纶染色性的助染剂，该助染剂是将4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合在二甲基乙酰胺中，在一定条件下加入N-甲基二乙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺混合物搅拌，制得的助染剂具有聚氨酯结构，其助染有效成分质量分数高。
国内改善氨纶的可染性基本都是通过加入添加剂的方式，包括烟台可染氨纶、晓星普通氨纶都有添加一定量的染色添加剂。对氨纶染色性能有一定的改善。
染色添加剂对酸性染料上染氨纶的影响
2.4 改变氨纶的纺丝工艺
真正的可染氨纶是通过改变氨纶的纺丝原料和纺丝工艺，增加氨纶的端位氨基或叔氨基数量，提高酸性染料上染氨纶的量，达到氨纶染深色的目的，其机理如下所示：
这种方法需要改变传统东洋纺原液聚合的终止方式，增加氨纶端位氨基的数量。染色后的织物具有很好的染色性和优异的色牢度，与常规氨纶染色织物的耐水洗色牢度（3级）相比，可染氨纶可达到4级。
真正可染的氨纶，其染色工艺与锦纶相同，有利于生产。现在真正从纺丝原料改善氨纶染色性能的产品有晓星H550系列、华峰S2308。
03
展望
氨纶的染深性主要是通过增加氨纶的端位氨基数量，提高酸性染料的上染率。纺丝时添加上色剂、纺丝添加剂对氨纶染色有一定的增深效果，但增深有限，并且存在色牢度较低的问题。真正的可染氨纶是通过改变纺丝原料和纺丝工艺，可大量提高氨纶的端位氨基数量，达到与锦纶相同的颜色深度，是真正意义的可染。现在只有少数几家氨纶企业可以做到，处于技术保密阶段。因此，如何增加氨纶的氨基数量，实现真正意义上的可染氨纶，是氨纶染深色问题解决的根本，也是以后研究的方向。

中性黑上染氨纶可以达到很深的黑色，与相对纱锦纶颜色深度相同，可以很好地解决氨纶在染深色时的露白问题。当所染颜色较深时，织物的耐水洗色牢度会降低。

氨纶上色剂的使用

氨纶上色剂是一种含有氨基的酯类物质，与氨纶结构相似，因此可以很好地吸附在氨纶表面，同时这种助剂含有大量的氨基，为酸性染料上染氨纶提供了染座，可以很好地提高氨纶与锦纶的同色性。这种助剂在使用时，通常与染色同浴进行，用量0.5%~2.0%（omf），不需增加或改变染色工艺，比较便捷，染色效果

氨纶上色剂对酸性染料上染氨纶的影响

用酸性染料对锦纶/氨纶面料染色时，加入了氨纶上色剂AN，当AN用量为2 g/L时，锦纶与氨纶的色差值小，基本达到了同色，并且AN对织物的染色牢度基本没有影响，染色牢度在4级以上。

纺丝添加剂

在二次聚合时可以加入使氨纶差别化的添加剂，如增加氨纶染色性能的添加剂，现在常用的是二乙胺，用量控制在2%以内，随着添加剂用量的增加，氨纶上的氨基数量也随之增加，酸性染料对氨纶的上染率增大，染深性提升，机理如下所示：

CN103483478A 公开了一种在氨纶纺丝时可提升氨纶染色性的助染剂，该种助染剂由甲基丙烯酸二乙氨基乙酯在引发剂偶氮二异丁腈的作用下发生自聚合反应而得。201410365359.9公开了一种提升氨纶染色性的助染剂，该助染剂是将4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合在二甲基乙酰胺中，在一定条件下加入N-甲基二乙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺混合物搅拌，制得的助染剂具有聚氨酯结构，其助染有效成分质量分数高。

国内改善氨纶的可染性基本都是通过加入添加剂的方式，包括烟台可染氨纶、晓星普通氨纶都有添加一定量的染色添加剂。对氨纶染色性能有一定的改善，改善效果

染色添加剂对酸性染料上染氨纶的影响

改变氨纶的纺丝工艺

真正的可染氨纶是通过改变氨纶的纺丝原料和纺丝工艺，增加氨纶的端位氨基或叔氨基数量，提高酸性染料上染氨纶的量，达到氨纶染深色的目的，其机理如下所示：

这种方法需要改变传统东洋纺原液聚合的终止方式，增加氨纶端位氨基的数量。染色后的织物具有很好的染色性和优异的色牢度，与常规氨纶染色织物的耐水洗色牢度（3级）相比，可染氨纶可达到4级。

真正可染的氨纶，其染色工艺与锦纶相同，有利于生产。现在真正从纺丝原料改善氨纶染色性能的产品有晓星H550系列、华峰S2308。

展望

氨纶的染深性主要是通过增加氨纶的端位氨基数量，提高酸性染料的上染率。纺丝时添加上色剂、纺丝添加剂对氨纶染色有一定的增深效果，但增深有限，并且存在色牢度较低的问题。真正的可染氨纶是通过改变纺丝原料和纺丝工艺，可大量提高氨纶的端位氨基数量，达到与锦纶相同的颜色深度，是真正意义的可染。现在只有少数几家氨纶企业可以做到，处于技术保密阶段。因此，如何增加氨纶的氨基数量，实现真正意义上的可染氨纶，是氨纶染深色问题解决的根本，也是以后研究的方向。

摘要：介绍了近年来氨纶染深性的发展现状，主要包括1∶2金属络合酸性染料染氨纶、染色助剂使氨纶上色、纺丝时添加染色添加剂和改进纺丝原料与工艺。简述了其原理及现状，并展望了氨纶染深性，指出其发展方向。

氨纶

氨纶是聚氨基甲酸酯纤维，具有伸长率大、回复率高的特点，少量添加便可改善织物的弹性和穿着舒适性，被称为纺织品的“味精”。目前，氨纶的应用日趋广泛，各种新型面料和功能服装都会添加氨纶，并且氨纶量越来越高，从3%到30%不等。

氨纶主要用于包纱、针织、机织等纺织品，在卫生用品和医疗领域也有应用，随着差别化氨纶的发展，其应用范围也将不断扩大。尽管氨纶有众多优点，但在染色性能方面，普通氨纶的上染率和染色牢度远远达不到要求，与其他纤维混纺会出现“露白”现象。一些高档面料和氨纶量高的服装，露白问题会严重制约氨纶的应用，因此，对于氨纶染深色的研究至关重要。

氨纶的化学组分为聚氨基甲酸酯，分子中有少量氨基存在，因此，目前氨纶的染色主要是采用酸性染料，通过采取一定的措施，提高酸性染料的上染率，达到织物染深色的目的。

氨纶染深性现状

氨纶的染色性主要是指相对锦纶采用弱酸性染料在酸性条件下，染料和氨纶端位氨基发生离子键结合而上染。对于如何提高酸性染料的上染率，增加染色织物的颜色深度，目前主要从染料的筛选、染色助剂的应用、纺丝添加剂、纺丝工艺方面进行改善，现对每种方法的研究现状和机理进行论述。

1、酸性金属染料的应用

氨纶是由PTMG（聚丁二醇）和MDI （异氰酸酯）通过一次聚合和二次聚合后纺丝而得，在氨纶的大分子链上有酰胺键和少量端位氨基存在，结构类似于锦纶，因此可以采用弱酸性染料进行染色。由于端位氨基的数量比较少，所染颜色比较浅，远远达不到和相对纱锦纶同色的效果。弱酸性染料可以分为匀染型、半缩绒型、缩绒型和金属染料（1∶2金属络合酸性染料）4大类，其相对分子质量和所染颜色深度依次增加。由于氨纶是一种聚酯纤维，极性比较小的染料可以增加对氨纶的亲和力，同时，相对分子质量比较大的染料可以增加与氨纶的范德华力，因此，1∶2金属络合酸性染料是比较适宜于氨纶染色的类型，该类染料在中性或弱酸性介质中染色，因此也称为中性染料。

1∶2金属络合酸性染料对氨纶染色后，既可以通过与端位氨基发生离子键结合而上染，也可以通过范德华力与氨纶结合，可以很好地提高氨纶的染深性，尤其是大黑、大红这些容易露白的颜色。杜鹃等对中性和弱酸性染料上染氨纶的性能和工艺进行了研究，结果表明，1∶2金属络合染料对氨纶的染色性能优于普通弱酸性染料；中性染料上染氨纶比较适宜的染色工艺为：pH=4、温度70~80 ℃、保温时间40~60 min，染料提升性好。

目前，市场上可用于含氨纶、锦纶织物染深色的比较好的金属染料有青岛双桃中性染料系列，包括中性黑BL、中性蓝BNL、中性橙RL等，普通酸性染料和双桃中性黑BL染色后氨纶的颜色。

硅油的储运、使用

1硅油好保存在干燥，阴凉的环境中;

2如果长时间储存，使用前好在地上滚动一两分钟;

3开桶后，如果一次使用不完，取料后一定要拧紧桶盖;

4硅油是一种无毒、无腐蚀性的有机硅表面活性剂，不属于危险品。大部分品种硅油易溶于水，有些特殊品种可能不易溶于水，会溶于醇类;如果粘到皮肤上不用过于紧张，用水洗即可，溅到眼睛里，用水冲洗后看医生;硅油不能当食品充饥，误食还是要洗胃;

5冬天太冷，有的硅油品种会浑浊，甚至结块，好烘热到室温，滚动均匀后使用;

6硅油的保质期：合理保存不少于一年。长期储存后的硅油，如果物性指标正常，检验合格也可以使用，我公司五年多的硅油经检验不影响使用。

7取用少量硅油一定要用干净的专用器具。强酸、强碱或有机锡等对硅油有破坏作用，如果混用有这类物质的器具，很可能使整桶的硅油变质。

硅油市场目前状况

生产硅油的厂家虽然不超过十家，但目前的市场也是相当混乱。质量没有统一的标准。聚醚、发泡剂这类原料起码有一些基本的标准和检测方法，但硅油只有各个厂家自己的标准。没有统一的标准，质量也就层次不齐，价格变动也很大。便宜的可能和聚醚4110价格差不多，贵的七八十块一公斤也有。

我这里可以给大家说一下，硬泡硅油的价格在25～50块人民币/公斤是比较合理的，因为成本在那里，你信不信它都在那里!真正的硅油作为一种助剂怎么可能和4110的价格差不多?基本的有机硅原料都在30多块了，再加上运输，加工，做硅油的多少还要赚点钱吧!催化剂有过4110的价格吗?有的人说我们用的硅油就很便宜，很便宜的硅油我劝大家还是好好想想硅油为什么能这么便宜，为什么呢?

大家都是做工厂的，当你的客户说我用别家的组合料比你们公司的便宜2000块时，你会怎么想?你肯定会想这组合料里面是不是都是甘油啊还是蓖麻油啊或者………加聚酯都便宜不了!!!有人说我用人家的便宜的东西，反正也没问题。但我还是希望你用便宜的硅油时，加0.5份硅油在60℃烘5天后发泡和贵一点的硅油比较一下泡孔的变化，再确定这两种硅油是否有区别。正常的情况下加2份硅油可能是不会有什么问题，但我们一定要防止意外的情况。好一点的硅油，用量可以降一点，对于组合料厂来说效益是一样的。有的人说，我不敢少加，少加怕出问题，那你多加了便宜的硅油你就肯定是多加了硅油吗，未必!!少加不敢，但你敢加便宜的硅油!!

硅油检验主要检验两个方面的性能：

基本发泡应用

检硅油实用的方法就是发泡，其他的方法都没有太大的代表意义：选用单一聚醚(只用4110)，硅油加0.5~1%，发泡密度在20kg左右，发泡的速度控制在起发速度在15~20S左右，催化剂也不要选太复杂，只用A-33即可。比较泡沫的泡孔结构及流动的长度，从而就可看出不同的硅油效果差异。每个品种要做两个样重复比较，实验结果可重复才有意义。

稳定性能

检验硅油及组合料的贮存稳定性：配好的组合料，用干净的瓶子密封起来，放入60~70℃的烘箱中存放48小时、96小时、120小时分别发泡，和未高温贮存组合料所发的泡沫进行比较，如泡孔变化不大，那么你的组合料常温放置3~5个月肯定不会出问题。如果泡沫明显变大，甚至出现塌泡，那说明你配的组合料肯定有问题。

当然如果你对同一厂家的同一牌号的硅油用过五批以上，那你也可以按硅油厂家提供的物性指标检验即可，硅油厂家还不至于中间随便敢以次充好，除非你要求大幅度降价那也难说。

不过我在此声明，我们东峻化工肯定不会有这样的情况，如果你要求降价，我们核算后如有降价的空间，我们可以降，如果没有那没办法。如果您确实能买到同等质量，价格也很便宜的硅油，只能说明我们东峻要更加努力，为大家提供更加质优价廉的产品。

硅油的用量

一般请况下我们建议硅油的用量在聚醚+聚酯总量1.5～3.0%。据不同的季节，不同的用途要做适当的调整。你使用真正百分之百的硅油加0.5份也不会塌泡，但组合料一般不会配好后立即就使用。特别是夏天高温天气，在存放的过程中总会有一些副反应发生使组合料质量下降，温度越高反应速度就越快。所以一般建议硅油要加到聚醚+聚酯的2%。硅油比例超过聚醚+聚酯的5%时，我们认为是没有任何意义的(除非你使用的硅油的有效含量只有30～50%)硅油量太大，对组合料性能的改善已经没有太大作用，虽然泡孔稍有那么一点点细微的变化，但会影响粘结力等其他性能，真正的好的硅油不用加太多!有人曾做过组合料中硅油用量对泡孔细密度的实验。