前言
粘膠纖維作為人造纖維素纖維其本身具有吸濕性好、透氣性好、穿著舒適、染色性好、色譜全等特點,其可紡性、懸垂性好,既可以純紡也可以與其他各類纖維混紡、交織;應用范圍已從傳統產業擴展到服裝、裝飾、醫療衛生及產業用品等各個領域。粘膠纖維功能及差別化系列新品種的不斷涌現,更是拓寬了粘膠纖維的應用空間。隨著石油資源的短缺和價格的不斷攀升,粘膠纖維的優勢進一步呈現。在技術進步、產品升級和消費需求等各種因素的推動下,粘膠纖維的產量正不斷擴大。目前我國粘膠纖維的產量己占國際市場的50%以上。開發粘膠纖維新品種,改善其性能并使其具有某些特殊的功能,是世界纖維與纖維行業技術進步的一個重要方面。
本課題介紹了智能調溫粘膠纖維,并重點研究了智能調溫粘膠纖維與棉混紡(50/50)織物用活性染料染色時的染色性能。通過改變染色條件,得到使三種實驗材料:智能調溫粘膠紗線、智能調溫粘膠纖維與棉混紡紗線(50/50)、智能調溫粘膠纖維與棉混紡織物(50/50)用活性染料染色時的上染速率曲線和最佳工藝條件。
1.智能調溫粘膠纖維
智能調溫纖維是將相變蓄熱材料技術與纖維制造技術相結合開發出的一種高技術產品。這類纖維材料可主動地、智能地控制周圍的溫度,故稱為智能調溫纖維。這種纖維大都具有雙向溫度調節和適應性,可以在溫度振蕩環境中反復循環使用。智能調溫紡織產品主要有兩種應用形式婦:一是將含有熱敏相變材料的微膠囊涂于織物表面,即涂層處理。二是將含有熱敏相變材料的微膠囊植入纖維內部,此纖維可進行紡紗織造。(如圖1):
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目前,世界上在智能空調纖維的研發領域中,只有美國處于初步生產階段。吉藁化纖有限責任公司智能調溫粘膠纖維的推出,不僅填補了我國粘膠纖維行業的一項空白,更在國際上把中國納入了這一領域研究的前列。
2.實驗部分
2.1實驗材料
粘膠型智能調溫紗線、粘膠型智能調溫纖維與棉混紡紗線(50/50)及粘膠型智能調
2.4實驗方法
2.4.1混紡針織物前處理工藝
雙氧水30% 4%(0.w.f)
精練劑 0.5%(0.w.f)
氫氧化鈉 6g/L
尿素 12g/L
浴比 20:l
時間 50min
溫度 98℃
2.4.2紗線前處理工藝
雙氧水30% 2%(0.w.f)
無水碳酸鈉 20%(0.W.f)
JFC 2%(0.W.f)
尿素 12g/L
浴比 30:l
時問 50min
溫度 98℃
2.4.3染色配方及工藝曲線
染料 3%(0.w.f)
無水硫酸鈉Xg/L (X分別取lO、3O、50)
無水碳酸鈉Yg/L (Y分別取l0、20、30)
浴比 30:l
染色工藝曲線:
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3.實驗結果
3.1橫向比較紗線與織物的染色性能
3.1.1溫度對染料上染百分率的影響
溫度是影響固色效率和固色速率的一個重要因素。溫度提高,固色速率和固色效率都提高,但水解速率的增加要比固色速率增加要快,使得固色效率較低。同時活性染料染色時,不同結構的染料有不同的反應溫度。實驗選取了三種不同的溫度條件45℃、65℃、85℃下對染料上染百分率的影響,并繪制出了圖2。
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3.1.2堿劑對染料上染百分率的影響
固色過程中,活性染料與纖維素纖維上的羥基發生鍵合反應,是在堿性條件下。本實驗采用Na。C()3進行固色,分別選取了10g/L、20g/L、30g/L
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纖維素纖維用活性染料染色時,需要先在中性染液中染一段時間,然后加入堿劑進行固色。如果在中性染液中己達平衡,將堿加入染液中,染料與纖維發生鍵合反應,染液中的染料還會繼續上染纖維。在堿劑加入之前的中性染浴中,開始上染較快,后逐漸減慢,染色30分鐘后己接近平衡;此時加入堿劑,上染迅速增加,以后又逐漸減慢,最后達到新的平衡,可見加入堿劑后上染的染料量占有很重要的比例。加入堿劑后上染率提高的原因是染料與纖維發生反應生成共價鍵結合,破壞了原來的染色平衡,使平衡向染料上染纖維的方向移動。此外,堿劑在一定程度上還起到促染作用,促使染料上染纖維,所以固色階段包括上染和固色。
3.1.3中性鹽對染料上染百分率的影響
活性染料染色加入鹽的目的是起鹽效應,克服或降低染料陰離子與纖維表面的靜電斥力,使染料離子容易吸附和上染纖維。實驗選取了中性鹽濃度10g/L、30g/L、50g/L,結果見圖4。
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在只加堿劑的情況下,纖維的上染率和固著率都較低。在染浴中加入元明粉作為促染劑,可以增加染浴中電解質的含量,染料的直接性提高很大,而且隨著中性鹽濃度的增加這種趨勢更加明顯。
3.2縱向比較紗線與織物的染色性能
3.2.1溫度對染料上染卣分率的影響
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由圖5可知,溫度太低或溫度太高時,紗線及織物的上染百分率都較低。因為溫度較低,紗線和織物的縱向溶脹度很低,染料分子不易進入纖維內部,因此上染率較低;溫度較高時,染料的水解速率高于固色速率,因此也會使上染速率降低。因此,三種實驗材料選擇的染色溫度均為65℃較為合適。
3.2.2堿劑對染料上染百分率的影響
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從圖6可以看出,隨著堿劑濃度的提高,染料的上染百分率提高,但當濃度達到30g/L時,上染率降低。因為堿劑對活性染料的影響很大,當堿劑的堿性越強,活性染料越易水解,濃度過高,上染百分率反而下降。因此,選擇堿的濃
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實驗結果表明,隨著鹽濃度的提高,染料的上染百分率提高,反應在曲線上來看,在元明粉濃度較低時,隨著其濃度的增加是上染率迅速提高的過程,這說明活性染料染色時加入元明粉可以提高染料的直接性,促染效果非常明顯,但隨著中性鹽濃度的增加,上染率提高的趨勢逐漸變小。因此,活性紅B-3BD染色時適宜的鹽的濃度為50g/L。
4.結論
以活性紅B-3BD染料為基礎,研究了粘膠型智能調溫紗線、粘膠型智能調溫纖維與棉混紡紗線(50/50)及粘膠型智能調溫纖維與棉混紡針織織物這三種新型紗線/織物的染色性能,作出了上染速率曲線,并與粘膠纖維做了對比,得出的結論如下:
l.活性紅B一3BD染料在染粘膠型智能調溫紗線、粘膠型智能調溫纖維與棉混紡紗線(50/50)及粘膠型智能調溫纖維與棉混紡針織織物時,隨著時間的增加,上染百分率也逐漸增加,當達到一定上染百分率后,上染百分率不再增加而是趨于穩定,這時上染基本達了平衡。升高溫度可以提高活性染料的反應性,但隨著溫度的升高染料的水解性也會增加。實驗結果表明,活性染料染纖維素纖維的溫度控制在65℃為宜。同時通過查閱相關課題內容,有資料介紹在加堿10分鐘后,各纖維的上染率和固著率提高不大,在60℃~70℃時上染速率較快,在80℃~90℃時上染速率則下降了很多。
2.在染浴中加入堿劑后活性染料在纖維上的上染率有很大提高,但堿劑的濃度并非越高越好,實驗結果表明,在碳酸鈉濃度為20g/L時,活性紅B-3BD染料染色的效果最好。
3.在染液中加入中性鹽有明顯的促染作用,且促染作用隨元明粉濃度的提高而提高。對純空調紗線以及混紡紗線進行比較,得出中性鹽對純空調紗線的促染作用略好于混紡紗線。橫向比較時也會發現,中性鹽濃度為50g/L時,染色效果較好。查閱資料,前工作者在研究粘膠、棉、麻、Lyocel1及Mod
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