1引言
活性染料對纖維素纖維的直接性低,染棉織物時存在上染率低的問題。在傳統的染色工藝中,須加入大量的無機鹽(一般為20~60g/L)促染,而高含鹽量印染廢水的排放又會破壞水的生態環境,鹽分的高滲透性會導致江湖周圍的水質鹽堿化,從而降低農作物的產量;由于染色殘液中含有大量的色素,染色后凈洗需要大量的水,還會增加污水處理的負擔。因此,提高活性染料的利用率和降低染色時的鹽用量一直是人們期待解決的問題。
本文將選用改性劑聚環氧氯丙烷胺化物對棉織物進行改性處理。在堿性條件下,纖維素離子為親核試劑,改性劑中的氯甲基能與親核試劑反應,而且在堿性條件下,改性劑的末端基團也能轉化為環氧基與纖維素反應,纖維素與改性劑的反應性強。經改性后,染色時能大幅度降低纖維素纖維的負-電位。用活性染料在無鹽中性條件下染色,可使染料上染百分率大大提高,染色殘液中的色素大大減少,染色后只用水洗即可,染色及水洗的污染負荷均很小。
2實驗部分
21實驗材料
2.1.1織物規格
32 s×32 s,312根10cm×266根10cm,絲光棉平布。
2.1.2實驗藥品
聚環氧氯丙烷胺化物(由東華大學提供)、活性紅B2BF、活性黃B4RFN、活性藍B2GLN、活性紅K2G、活性嫩黃K6G、活性深藍KNR、活性紅X3B、活性嫩黃X6G、活性艷藍XBR、燒堿、二甲基甲酰胺、氯化鈉。
2.1.3實驗儀器
HHS型恒溫水浴鍋、722型分光光度計、FA2004電子天平、MSC1型多光源分光測色儀。
2.2實驗方法
2.2.1改性處方
改性劑(聚環氧氯丙烷胺化物).x g/L
氫氧化鈉 y g/L
浴比 1:50
2.2.2改性工藝流程.
將織物放入溫度為40℃的改性液中&以℃min的速度升溫至95℃&于95℃保持50min&取出織物,水洗至中性。
2
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2.3.2色強度KS值的測定
采用MSC1型多光源分光測色儀,測出織物最大吸收波長處8個點的反射率R值,然后根據庫貝爾卡蒙克公式:
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3結果與討論
3.1當染料用量為1%(owf)時,改性劑用量對上染百分率的影響
當氫氧化鈉用量為20gL時,棉織物分別在改性劑用量為2.0g/L、2.5g/L、3.0g/L、4.0g/L的改性液中進行改性處理,然后再進行中性、無鹽染色,結果見表1。
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由表1可看出,當氫氧化鈉用量為2.0g/L,改性劑用量由2.0g/L增大到4.0g/L時,染料對改性棉的上染百分率隨改性劑用量的增多而增大。這是因為,隨著改性劑用量的增加,與纖維發生反應的量也在增加,因此上染到纖維上的染料量增多,染料的上染百分率提高。但當改性劑用量增大到2.5g/L后,若繼續增大改性劑用量,上染百分率的變化并不大,因此改性劑用量以2.5g/L為佳。
3.2當染料用量為1%(owf)時,氫氧化鈉用量對上染百分率的影響
當改性劑用量為2.5gL時,棉織物在氫氧化鈉用量分別為2.0gL、2.5gL、3.0gL、4.0gL的改性液中改性處理后,再進行中性、無鹽染色,結果見表2。
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由表2可看出,當改性劑用量為2.5g/L,氫氧化鈉用量由2.0g/L增大到4.0g/L時,染料對改性棉的上染百分率隨著氫氧化鈉用量的增多而增大。這是因為,改性劑與纖維素纖維的反應需在一定的堿性條件下進行,隨著堿劑用量的增加,與纖維發生反應的改性劑量
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從表3可以看出,當堿劑用量不變時,隨著改性劑用量的增加,染料的上染百分率得到較明顯的提高;但當改性劑用量從7.0g/L增大到8.0g/L時,染料上染百分率變化不大,由此得出結論,改性劑的最佳用量為7.0g/L。
3.4當染料用量為2%(owf)時,氫氧化鈉用量對上染百分率的影響
當棉織物在改性劑用量為7.0g/L,氫氧化鈉用量分別為5.0g/L、6.0g/L、7.0g/L、8.0g/L的改性液中改性處理后,再進行中性、無鹽染色,結果見表4。
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由表4可以看出,當改性劑用量不變時,隨著堿劑用量的增加,染料的上染百分率有了較明顯的提高;但當改性劑用量從7.0g/L增大到8.0g/L時,染料上染百分率的變化并不大。由此得出結論,堿劑的最佳用量為7.0g/L。
3.5染色溫度對B型、X型活性染料上染百分率的影響
由表3、表4可以看出,改性時,改性劑和堿劑的用量均相同;改性染色后,K型活性染料的上染百分率高于B型、X型活性染料的上染百分率,而它們在工藝上的區別僅僅是染色溫度不同,為此探討了染色溫度對B型、X型活性染料上染百分率的影響。
棉織物在改性劑、堿劑用量均為7.0g/L的改性液中進行改性處理后,在活性紅B2BF、活性嫩黃X6G用量均為2%(owf)的染浴中分別采用以下幾種工藝進行染色。
3.5.1活性紅B2BF染色工藝
I 65℃入染&染色60
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由表5可以看出,當染色溫度升高后,染料的上染百分率得到提高;當溫度升高到90℃時,活性紅B2BF的上染百分率達到996%;當溫度升高到60℃時,活性嫩黃X6G的上染百分率達到991%,且染色殘液中幾乎無色。這是因為,當染色溫度升高之后,染料的擴散速率增大,可使更多的染料分子克服阻力而向織物內部擴散,染料與纖維反應的幾率增大,從而提高了上染百分率。因此,活性紅B2BF的最佳改性染色工藝為3.5.1III,活性嫩黃X6G的最佳改性染色工藝為3.5.2.III。
3.6染料—纖維鍵的驗證
染料用量:活性紅B-2BF2%(owf)。
未改性織物65℃入染,染15min加30g/L氯化鈉促染,繼續染45min,取出水洗;
改性織物65℃入染,染10min之后,以2℃min的速度升溫至90℃共染60min,取出水洗。
取以上兩種織物各一小塊,分別置于兩只試管中,加入適量的二甲基甲酰胺,置于水浴鍋中加熱沸煮3~5min。
水洗時,未改性的染色織物有大量的染料溶落到水洗液中,而改性后染色的織物幾乎不掉色,這說明改性后染色織物上的浮色很少;織物放入二甲基甲酰胺中沸煮后,未改性的染色織物上的染料全部
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提高率以及織物斷裂強力降低率數值很接近,并且檸檬酸防皺整理不存在甲醛問題。由于采用了自制的混合催化劑,不存在磷系的水體污染問題,因而這是一種綠色加工方法,完全可以替代含有甲醛的2D樹脂作為天然彩棉的防皺整理劑。
4結束語
4.1在彩棉織物免燙整理中,可以采用非磷系的混合催化劑,防止磷系催化劑如次亞磷酸鈉等)所帶來的水系污染問題,實現真正的綠色加工。
4.2檸檬酸可作為天然彩棉和普棉織物無甲醛抗皺整理劑,同時由于有色普棉織物和天然彩棉織物在內部結構上存在一定差異,造成在采用檸檬酸免燙整理后,織物性能上存在一定的差異。在天然彩棉織物上,檸檬酸的合理濃度為8%(owf)。經整理后,彩棉織物的各項性能指標最好,與普棉織物免燙整理后的性能較為接近。
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