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對棉纖維化學改性,改進棉纖維對活性染料的染色性能,并可達到染色排水的清潔化,符合環(huán)保要求。本文選用改性劑聚環(huán)氧氯丙烷胺化物對棉織物進行改性處理。改性劑結構式如下:

該試劑易溶于水,具有良好的熱穩(wěn)定性。分子量較低,在預處理棉時易滲透纖維;含氮量適中,留有較多氯甲基反應性基團。在堿性條件下,纖維素離子為親核試劑,該聚合物中的氯甲基能與親核試劑反應,而且,堿性條件下聚合物的末端基團也能轉化為環(huán)氧基與纖維素反應,纖維素與改性劑的反應性強。改性后染色時能大幅度降低纖維素纖維的負ξ-電位,用活性染料在無鹽中性條件下染色,使染料上染百分率大大提高,染色殘液中色素大大減少。

1.實驗
　　1.1 材料及藥品
　　21/21純棉絲光平紋織物
　　聚環(huán)氧氯丙烷胺化物(東華大學提供);活性嫩黃K-6G、活性紅K-2G、活性藍K-R、活性紅B-
　　2BF、活性黃B-4RFN、活性藍B-2GLN;燒堿、二甲基甲酰胺。
　　1.2 儀器及設備
　　HH-S型恒溫水浴鍋、722型分光光度計、Y571B型耐摩擦色牢度儀;耐洗色牢度儀(自制);FA-
　　2004電子天平。
　　1.3 工藝流程
　　1.3.1 改性工藝
　　浴比1∶50,初始溫度40℃,以2℃/min的速度升溫至95℃,保溫處理50min,取出水洗至中性。
　　1.3.2 改性后染色工藝
　　染料用量2%(owf),浴比1∶50,染色時間60min,K型活性染料的染色溫度為90℃,B型活性染料的染色溫度為65℃,染色后水洗、熨干。
　　1.4 試驗結果的測定
　　1.4.1 上染百分率的測定
　　使用722型分光光度計,在所選用染料的最大吸收波長處測出染色前后染液的吸光度。按下式計

1.4.2 色強度K/S值的測定
　　用MSC-1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,根據庫貝爾卡-蒙克公式〔K/S=(1-R)2/2R〕計算出色強度K/S值〔2〕

1.4.3 染色牢度的測定
　　耐摩擦色牢度:按國標GB/T3920-1997紡織品色牢度試驗標準測試;耐洗色牢度:按國標GB/T3921.3-1997紡織品色牢度試驗標準測試。

2 結果與討論
　　2.1 改性劑用量對上染百分率的影響
　　棉織物在堿劑用量為6g/L,改性劑用量分別為4g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L的改性液中改性處理后,分別用活性紅K-2G、活性紅B-2BF染色,結果見表1。

從表1可以看出,堿劑用量不變時,隨改性劑用量增加,染料的上染百分率提高。這是因為,隨改性劑用量的增加,與纖維發(fā)生反應的改性劑量增加,因此上染到纖維上的染料量增多,染料的上染百分率提高。但改性劑用量從6g/L增大到8g/L,染料上染百分率變化不大,這可能是因為,改性劑分子與纖維大分子發(fā)生反應后,占據了纖維大分子間的空隙,阻礙了改性劑分子進一步擴散進入纖維內部,因此能與纖維發(fā)生反應的改性劑量是有限的,染料上染百分率的提高也是有限的。由此可以得出,改性劑的最佳用量為7g/L。
　　2.2 堿劑用量對上染百分率的影響
　　棉織物在改性劑用量為7g/L,堿劑用量分別為5g/L、6g/L、7g/L、8g/L的改性液中改性處理后,分別用活性紅K-2G、活性紅B-2BF染色,結果見表2。

由表2可以看出,改性劑用量不變時,隨堿劑用量增加,染料的上染百分率提高,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,隨堿劑用量的增加,與纖維發(fā)生反應的改性劑量增加,因此上染到纖維上的染料量增多,染料的上染百分率提高。但堿劑用量從7g/L增大到8g/L,活性紅B-2BF的上染百分率變化不大,活性紅K-2G的上染百分率不變。由此可以得出,堿劑的最佳用量為7g/L。
　　2.3 染色溫度對上染百分率的影響
　　由表2可以看出,改性時改性劑和堿劑用量均相同,改性染色后,K型活性染料的上染百分

由表3可以看出,溫度升高,染料的上染百分率提高,當溫度升高到90℃,上染百分率達到99.6%,染色殘液幾乎無色。這是因為,溫度升高,染料分子的熱運動加劇,染色速率增加,半染時間減小,從而提高了在有限時間內的上染百分率。因此B型活性染料改性后染色的最佳工藝條件為工藝Ⅳ。
　　2.4染料—纖維鍵的驗證
　　染料用量:活性紅K-2G2%(owf)。
　　未改性織物90℃入染,染15min加鹽促染,繼續(xù)染45min,取出水洗;改性織物90℃入染,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剝落,而改性后染色的織物上的染料不會剝落,這說明改性后染色不需加堿,染料就能與纖維發(fā)生鍵合反應。
　　2.5改性染色織物的染色性能
　　改性后的織物用K型、B型活性染料按照各自改性后的最佳染色工藝進行染色,染色后水洗,熨干,染色性能測試結果見表4、表5。

從表4可以看出,改性染色織物的色牢度優(yōu)良,這是因為染料與纖維發(fā)生了鍵合反應。從表5可以看出,所用每種染料按照

3結論
　　(1)活性染料用量(owf)為2%時,可采用堿劑和改性劑用量均為7g/L的改性液改性,改性后采用無鹽、無堿染色,常用K型活性染料和B型活性染料的上染百分率均能達到約99%,染色殘液中無鹽、無堿,幾乎無染料,染色殘液可循環(huán)使用。
　　(2)織物染色后,不需堿劑固色,染料就能與纖維發(fā)生鍵合反應,改性染色織物色牢度優(yōu)良,勻染性好。染色后只需水洗即可,染色和水洗的污染負荷都很小,給棉織物的清潔染色奠定了基礎。