1 前言
滌綸屬疏水性纖維,纖維結構較緊密,結晶度高,染液不易潤濕,阻礙了染料的吸附和擴散,難以上染?，F階段可用于滌綸染色的染整物理技術主要有低溫等離子體、超聲波、超臨界CO2流體、紫外線輻射、微膠囊、微波技術、電子預輻照等。運用物理技術可以對染料改性,對纖維改性,改變染色介質從而使滌綸織物達到良好的染色效果,從生態(tài)綠色角度上說,物理技術是一種新型的染整加工,它可以節(jié)約能源,有利于環(huán)保。
2.超聲波在滌綸織物染色工藝的新進展
超聲波是指振動頻率大于17kHz的聲波。與電磁波相同,超聲波能夠聚焦、折射和反射;不同的是光和其它形式的電磁波可以在真空中自由傳播,而超聲波在傳播時需要有彈性特征的介質,沿著傳播方向、隨著彈性介質粒子的振動將能量傳送出去。
在紡織行業(yè)中,超聲波在染色及后整理中的應用比較多,由于紡織品在染整過程中要消耗大量的水、電和熱能,并且還需添加大量的助劑,因此采用超聲波進行處理是一種上佳的選擇。采用超聲波方法后,染料上染速率得到極大提高,在滌綸纖維的染色上表現更明顯。研究結果表明,超聲波對于疏水性纖維用非水溶性染料進行染色的作用是非常有效的。滌綸纖維的大分子排列緊密、結晶度高,沒有染料的上染位置,在染色時需采用高溫、高壓或載體等方式來進行。采用超聲波方法進行染色時,超聲波不僅能將分散性染料的聚集體打碎,使分散體更加穩(wěn)定,還能加速分散性染料在纖維內部的擴散速度。分散染料的粒度多種多樣,在染浴中通常以晶體形式存在,粒度的分布隨染料整理方式的不同而不同,為了獲得所需要的粒度和粒度分布,分散染料通常要在分散劑存在下加以碾磨。粒度越大,染料粒子間吸引力越大,越容易聚集,隨粒度的增大,染料分散體的穩(wěn)定性逐漸降低。因此染料分散體的粒度 與染色性能密切相關。這方面的研究是在低溫時用分散性染料進行染色,被染物進行預膨脹以后所染的顏色和色澤比較令人滿意。
3 等離子體處理對滌綸織物
4 在超臨界二氧化碳流體中染滌綸
超臨界二氧化碳流體染色是一種非水染色。主要適用于非離子類的水難溶性分散染料,染色的纖維包括滌綸、錦綸、醋酯纖維,其中最有前途的首推滌綸染色。當用超臨界二氧化碳作為染色介質時,雖然二氧化碳分子和滌綸分子間不會形成氫鍵,但是由于它分子小,分子間不會形成水中的“冰山結構”或簇
5 微波染色技術應用在滌綸織物染色中
所謂微波染色,就是利用微波加熱的染色技術。微波一般可分為米波、厘米波和毫米波波段,頻率為300～300000mHz電磁波。在染整行業(yè),除了可用于烘干外,還可用于染料的固色,滌綸用分散染料染色的高溫固色和印花的固色,可以大大降低能源的消耗。利用微波進行染色的原理是:當浸軋染料溶液的滌綸織物受到微波照射后,由于纖維中的極性分子(如水分子)的偶極子受到微波高頻電場的作用,因而發(fā)生反復極化和改變排列方向(如在2450mHz時,在1s內有24億5千萬次的偶極子旋轉運動),在分子間反復發(fā)生摩擦而發(fā)熱,這樣可迅速地將吸收電磁波的能量轉變?yōu)闊崮?。與此同時,一些染料分子在微波的作用下,也可發(fā)生誘導而升溫,從而達到快速上染和固色的目的。也就是說,微波加熱是利用織物上的水在感應作用下發(fā)熱,以此來升高織物和印在其上面的色漿的溫度,因此織物(色漿)應保持一定的水分,染色織物是在未干時進行固色的。在加有適當助劑的情況下,還可用于疏水性纖維(如滌綸纖維織物)的染色,染料可采用活性染料、直接染料和陽離子染料等。染色時按常規(guī)的方法將織物浸軋染液,然后導入密閉的微波加熱室(反應箱)中,在微波的作用下,織物迅速升溫,可加快染料在纖維中的擴散或固色反應,染色后的處理與常規(guī)方法相同。例如利用分散染料染滌綸時,用微波進行固色都可取得較好的效果。若在印花色漿中加入一些助劑(如尿素),則可加快固色的速度并提高固色的效果。利用微波加熱只使被照射的織物升溫,加熱均勻,升溫速度快,熱效率高,而且對周圍的空氣和設備的熱損失很少。
因此,微波染色具有如下優(yōu)點:①微波能瞬間穿透被加熱物質,只需要加熱數秒至數分鐘,無需預熱。停止加熱也是瞬時的,無余熱。②微波是介電損耗發(fā)熱,介電損耗系數大的物體有選擇性地吸收微波,不需要加熱的部分不會吸收微波
6 微膠囊化分散染料用于滌綸染色
微膠囊化分散染料(或稱為分散染料微膠囊)是利用微膠囊技術,將分散染料包裹起來達到芯材與外界環(huán)境隔開,使其免受外界的溫度、氧氣紫外線等因素影響,在一定條件下囊壁破裂或緩釋,達到預定的目的。一般來說,固體芯材膠囊化后呈球形或不規(guī)則形狀。微膠囊化染料通常是呈不規(guī)則外形。它的粒徑在1～200μm。將典型分散染料微膠囊芯材料被連續(xù)的壁材環(huán)繞,稱為單核型;對于芯材被分成若干部分,嵌在殼材料的連續(xù)相中結構的膠囊,稱為多核型;連續(xù)芯材被多層連續(xù)的壁材環(huán)繞的微膠囊,稱為復合微膠囊。
采取常規(guī)方法對滌綸織物進行染色,由于分散染料顆粒的凝聚,在染色織物上形成色斑,它在很大程度上影響了產品的價值,所以常規(guī)分散染料染色必須添加勻染劑和分散劑來保證達到勻染質量。將分散染料制成強度較高的耐熱性微膠囊,利用其優(yōu)良的緩釋性對滌綸織物進行與常規(guī)相接近的高溫高壓平幅熱熔染色、高溫高壓繩狀染色等,這是分散染料微膠囊對滌綸高溫高壓染色已取得的極有價值的研究成果。微膠囊化分散染料無助劑染色的基本原理是利用微膠囊的隔離作用和緩釋作用,再加上分散染料本身的輕微溶 解度,把微膠囊壁作為一個半透膜,能允許水分子進入和已溶解的染料單分子通過。水在高溫通常120～130℃條件下的表面張力很小,易進入染料微膠囊,并溶解其中的一小部分染料,形成染料溶液。有滌綸纖維存在,則染料分子會在疏水的纖維表面吸附,并向纖維內部擴散,水中的單個分子染料繼續(xù)向纖維表面吸附
7 其他改善滌綸染色性能的物理技術
接枝改性的高強度高模量滌綸纖維擁有良好的染色性能、吸濕性能、與其他基質的粘結性能。東華大學采用紫外光輻照技術和電子預輻照方法成功地在高強滌綸長絲表面上接枝丙烯酸或其他單體,系統(tǒng)地研究了各種反應體系、輻照強度、引發(fā)劑濃度、接枝單體濃度、反應溫度、時間對接枝改性的影響,紫外光輻照接枝方法已在實驗室達到了連續(xù)式工藝要求,纖維在連續(xù)卷繞過程中在1分鐘左右時間內即能完成接枝改性反應。測試結果表明:纖維的表面接枝率大于10%以上,接枝纖維與樹脂粘結撥出力增加2倍以上,接枝纖維原有強度、模量等保持率達90%。紫外光輻照技術對滌綸織物進行接枝改性,使纖維表面上具有可溶于水的單體,從而擁有良好的染色效果。
8 結語
滌綸染色
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