棉纖維是世界產(chǎn)量最大的天然紡織纖維,目前一般用活性染料染色以保證棉織物的染色色牢度.但是,由于活性染料在設(shè)計時,為了沒有與織物發(fā)生化學(xué)的活性染料形成的浮色在煮浮色工藝中易于被洗脫,在活性染料的分子設(shè)計中,活性染料被引入了較多的電荷,同時發(fā)色基團(tuán)小,因此水溶性較高,導(dǎo)致染色時染料的上染率和固色率低,需要高濃度的鹽進(jìn)行促染,產(chǎn)生大量的印染廢水.因此,研究棉織物接枝陽離子改性染色的研究報道較多.棉纖維陽離子化試劑按試劑與棉纖維的結(jié)合方式分為反應(yīng)型和非反應(yīng)型,近年來,棉纖維陽離子化試劑的合成與應(yīng)用絕大部分都是反應(yīng)型,反應(yīng)型陽離子化試劑分子結(jié)構(gòu)中既包含可與棉纖維反應(yīng)的活性基團(tuán),又含有可以促染的陽離子基團(tuán)或氨基.目前,陽離子化試劑有環(huán)氧類、季銨鹽類以及殼聚糖以及變性淀粉類等等,改性后的染色性能有所提高,但上染率和固色率還不盡如人意,研究用環(huán)氧丙基三甲胺改性絲綢織物,提高絲織物的染色性能的基礎(chǔ)上,本文研究用2,3環(huán)氧丙基三甲基氯化銨對棉織物進(jìn)行改性,擬大幅度提高棉織物的固色率、色牢度和開發(fā)高效緩染劑.
1材料與方法
1.1.儀器與藥品
藥品:棉織物(市售),硫酸鈉(Na2SO4),碳酸鈉(Na2CO3),平平加O(PPJO),三甲胺(化學(xué)純,上海試劑三廠),環(huán)氧氯丙烷(分析純,成都市科龍化工廠試劑廠),四丁基溴化銨(分析純,上海化學(xué)試劑公司),活性B2RLN橙,活性X3B100%艷紅,活性KR100%艷橙,活性KNG翠藍(lán)(浙江溫嶺市染料化廠).
儀器:數(shù)顯恒溫水浴鍋HH4(國華電器有限公司),DHG9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海齊欣科學(xué)儀器有限公司),TU一1810紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司),SW12型A耐洗色牢度試驗機(jī)(無錫紡織儀器廠),CTA評定變色用灰卡(中國紡織科學(xué)研究院紡織工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所).
1.2試驗方法
1.2.1.環(huán)氧丙基三甲基氯化銨
改性陽離子棉織物染色:均為無鹽染色,其余染色條件與普通棉織物染色條件相同.同時加入濃度分別為0.05,0.1,0.15,0.2g/L的十二烷基硫酸鈉作為緩染劑,降低上染速度.
1.2.4固色
上染完成后,在染液中加入碳酸鈉進(jìn)行固色,碳酸鈉終濃度為10g/L,時間30min.活性橙B2RLN,活性艷
2.結(jié)果與討論
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2.1活性橙B[1]2RLN等4支活性染料在棉織物的上染直接性
圖1~圖4是活性橙B2RLN等4支活性染料在普通棉織物的上染率和固色率與硫酸鈉濃度的關(guān)系從圖中可以看到,活性橙B2RLN的上染率和固色率隨硫酸鈉濃度的升高而迅速升高.并很快出現(xiàn)飽和現(xiàn)象.固色率達(dá)到90%以上,具有良好的直接性.
活性艷紅X3B100%等其它3支活性染料,上染率和固色率隨硫酸鈉濃度的升高基本上線性升高,沒有出現(xiàn)飽和現(xiàn)象.最終上染率和固色率不及活性橙B2RLN,但固色率都在60%以上,上染直接性還是比較好.
2.2.陽離子改性棉織物的上染曲線
棉織物接枝2,3環(huán)氧丙基三甲基氯化銨的接枝增重率為0.67±0.04%.圖5是接枝陽離子棉織物用4種活性染料在無鹽促染條件下的上染曲線.從圖中可以看到,4種染料的上染速率都很快,上染過程在10min內(nèi)可達(dá)90%以上,上染率分別為99.85%,99.89%,98.81%,99.98%.肉眼觀察染色殘液無色透明,.無殘留染料.需要說明的是:在分光光度計上測定染色殘液中染料吸光度時,一般用蒸餾水作對照,如果改用在60℃恒溫40min的普通棉織物浸
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2.3十二烷基硫酸鈉(SDS)對陽離子改性棉的緩染作用
接枝陽離子棉織物活性染料的上染速度非常快,在10min內(nèi)可達(dá)到90%以上,容易引起染色不勻,所以,用十二烷基硫酸鈉做緩染劑,研究了陰離子表面活性劑的緩染作用.圖6~圖9是4支活性染料在不同SDS濃度下的緩染效果。
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從圖中可以看到,改性陽離子棉織物的染色,隨著染液中加入的十二烷基硫酸鈉濃度的增加,其上染率會有所降低,上染時間延長至50min左右,起到了緩染的作用,并且最終上染率有所降低.陰離子表面活性劑的緩染原理是:十二烷基硫酸鈉帶負(fù)電荷,接枝陽離子棉織物帶正電荷.由于十二
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用活性染料染色的普通棉織物在60皂洗條件下,通過表中可以看出其皂洗色牢度為4級.而用活性染料染色的接枝陽離子棉織物,在60℃皂洗條件下,其皂洗牢度都達(dá)到5級,皂洗液也觀察不到洗脫染料的顏色.從表中可以看出其棉沾和絲沾牢度為4級或4-5級.而用活性染料染色的接枝陽離子棉織物,其棉沾和絲沾牢度都達(dá)到5級,皂洗液也觀察不到洗脫染料的顏色.另外,可以看出其干摩擦為4級,濕摩擦牢度為3-4級.而用活性染料染色的接枝陽離子棉織物,在進(jìn)行60次摩擦后,其摩擦牢度都有所提高.
3.結(jié)論
棉織物用2,3環(huán)氧丙基三甲基氯化銨進(jìn)行接枝陽離子改性,可以大幅度提高活性染料的上染率和固色率,并且不需要用鹽做促染劑,實現(xiàn)無鹽染色.陽離子改性棉織物的染色后各種色牢度都得到提高,接枝在棉織物上的陽離子對陰離子染料具有固色作用.
陽離子改性棉織物的上染過程十分迅速,容易造成染色不均.用陰離子表面活性劑在很低濃度條件下就可以有效的降低陽離子改性棉織物的上染速率,實現(xiàn)緩染.因此在普通棉織物上接枝陽
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