在印染工业复杂的生产链条中,亚硫酸氢钠(NaHSO₃)凭借其独特的化学性质-兼具还原性、酸性及与特定物质的反应活性,广泛参与染料制备、织物前处理、染色工艺及废水处理等环节,主要作用及应用要点如下:
一、还原作用
亚硫酸氢钠的强还原性是其在印染中最核心的功能,主要用于调整染料结构,优化染色效果,尤其针对偶氮类、蒽醌类等常用染料。
部分偶氮染料在合成过程中可能残留氧化剂或杂质,导致染料色光偏暗、纯度不足。亚硫酸氢钠可通过还原反应破坏染料中的少量氧化杂质,或调整染料分子中的共轭双键结构,使染料色光更鲜艳、稳定。例如在酸性偶氮染料生产中,加入适量亚硫酸氢钠可去除未反应的重氮盐,避免其与纤维结合产生杂色斑点,提升染料纯度。
某些疏水性染料(如还原染料、分散染料)直接用于染色时溶解性差,易出现色花、染色不均问题。亚硫酸氢钠可与染料分子中的特定基团(如羰基、硝基)反应,引入亲水性的磺酸基,增强染料在水中的溶解度,同时不破坏染料的发色核心,确保染色过程中染料均匀分散,减少织物表面的色差。
二、助染作用
在纤维染色阶段,亚硫酸氢钠可通过调节染色体系环境、优化染料吸附过程,提升染料与纤维的结合牢度,尤其适用于棉、麻等天然纤维素纤维及合成纤维的染色。
多数染料(如酸性染料、活性染料)的染色效率对pH值敏感,例如活性染料与纤维素纤维反应时,需在弱酸性至中性环境下进行,以避免染料过早水解失效。亚硫酸氢钠水溶液呈弱酸性(pH约3-5),可作为 “温和酸性调节剂”,替代传统的硫酸、醋酸,缓慢稳定染浴pH值,防止pH骤变导致的染料聚集或纤维损伤,尤其适合对酸敏感的蛋白质纤维(如羊毛、丝绸)染色。
对于结构紧密的纤维(如涤纶、锦纶),染料难以渗透到纤维内部,易出现 “表面染色” 现象。亚硫酸氢钠可与纤维表面的少量氧化基团(如羟基、羧基)反应,降低纤维表面张力,同时其还原性可轻微破坏纤维表面的局部结晶结构,为染料分子开辟渗透通道,提升染料在纤维内部的扩散速率;此外,它还能与染料中的活性基团(如乙烯砜基)协同作用,促进染料与纤维的共价结合,提高水洗牢度和摩擦牢度。
三、漂白与脱色
亚硫酸氢钠的还原性还可用于织物前处理的 “温和漂白” 及印染废水的脱色处理,尤其适合对漂白强度要求较低的场景。
天然纤维(如棉、麻)在种植和加工过程中会残留色素(如棉籽壳色素、木质素)和杂质,若不去除会影响后续染色的均匀性。亚硫酸氢钠可作为 “还原漂白剂”,选择性还原纤维中的天然色素(如将色素中的共轭双键还原为单键,使其失去发色能力),同时避免像次氯酸钠等强氧化剂那样损伤纤维结构,尤其适合浅色织物或对纤维强度要求高的品种(如婴幼儿衣物用棉)。
印染废水通常含有大量未上染的染料(如偶氮染料、蒽醌染料),色度高、难降解。亚硫酸氢钠可通过还原作用破坏染料分子的发色体系(如断裂偶氮键、还原硝基为氨基),使废水色度显著降低;同时,它还能与废水中的重金属离子(如铜离子、铬离子)反应生成不溶性硫化物沉淀,辅助去除重金属污染,为后续的生化处理降低负荷。
四、使用注意事项
亚硫酸氢钠在印染应用中需严格控制用量和工艺条件:①过量使用可能导致染料过度还原,使染色织物色光变浅甚至脱色;②它在高温、强碱性环境下易分解产生二氧化硫,需注意通风防护,避免对操作人员健康和织物造成影响;③与强氧化剂(如双氧水、次氯酸钠)混合时会发生剧烈反应,需严格分开使用,防止安全事故。