為了降低滌綸纖維的染色溫度．達(dá)到節(jié)能降耗清潔生產(chǎn)的目的，利用復(fù)配增效技術(shù)研制出低溫染色助劑CWL．并將此助劑應(yīng)用到常1X98℃沸染工藝中。助劑CWL中含有對滌綸纖維具有增塑膨化、潤濕作用和對分散染料具有增溶作用的成分．能夠降低滌綸纖維的玻璃化溫度．提高分散染料在纖維內(nèi)部的擴(kuò)散率．并可提高分散染料的上染率，使其能夠在常壓98℃沸染的條件下得到在傳統(tǒng)高溫高壓染色工藝中所能達(dá)到的效果。
滌綸纖維具有優(yōu)良的機(jī)械性能和服用性能．應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛但是．它是一種結(jié)構(gòu)緊密的疏水性纖維．分子排列整齊、結(jié)晶區(qū)多，無特定染色基團(tuán)，極性較小，缺乏親水性．在水中膨化程度低．這給染色帶來了一定的困難。目前主要的染色方法為高溫高壓法(120～130℃)和熱溶染色法(200℃左右)。高溫染色不僅浪費(fèi)能源。也對與滌綸混紡的不耐高溫纖維的性能造成傷害。本文根據(jù)“相似相溶”理論．采用復(fù)配增效技術(shù)開發(fā)出一種低溫染色助劑該助劑的油相為有機(jī)酯．由乳化劑乳化形成穩(wěn)定的0/W型乳液體系。
1實驗材料和方法
1．1實驗材料
1．1．1織物
l1tex純滌綸針織布．克質(zhì)量204g／m．幅寬0．8m。
1．1.2主要藥品
助劑：自制助劑CWL(乳化劑X、Y與有機(jī)酯W形成的0/W型白色乳液)、傳統(tǒng)載體(冬青油、甲基萘類商品)
染料：分散藍(lán)E一4R、分散黃SE一2GFL、分散紅玉SE—GFL、分散紅玉S一5BL
1．1．3實驗儀器
XH—KG6HT_B_24型高溫高壓染色小樣機(jī)f廣東省鶴山市宏發(fā)染整機(jī)械制造有限公司)、HH-4恒溫水浴鍋(江蘇金壇市宏華儀器廠)、DSC823e(梅特勒一托利多儀器有限公司)、721型分光光度計(上海第三分析化工廠)、DatacolorSpec．trailash⑩SF600⑩Dlus．CT測配色儀(美國)。
1．2實驗方法
1．2．1染色工藝
高溫高壓染色工藝曲線和常壓沸染工藝如
1．2．2上染百分率的測定(殘液法)
在最大吸收波長下測定染色前和染色后染液的吸光度A和殘液吸光度A，按式(1)計算上染百分率。
上染百分率=(A0C／L—A1C／L)／A0C／L)×100％(1)
式中：C為稀釋倍數(shù)．為比色皿厚度。
1．2．3織物色深度(K／S值)的測定
表觀深度是指不透明的固體物質(zhì)的顏色給予人們的直觀深度感覺表面深度值的大小可以用庫貝爾卡
一蒙克(Kubelka—Muk)函數(shù)值來表示[5]：K/S=(1-R0)2 /2R
式中：R為有色試樣趨于無限厚的反射率；R0為光沒有透射時的反射率；K為有色物質(zhì)的吸收系數(shù)；S為散射系數(shù).
一般情況下．不單獨計算K值和S值．而是用K／S的比值來表示，因此通常稱K／S值。計算時R常取最大吸收波長下的值值越大，表示顏色越深；K／S值越小，則表示顏色越淺。
1．2-4纖維玻璃化熱轉(zhuǎn)變溫度的測定
按GB／T17594--1998~1采用差示掃描量熱法測定紡織材料的玻璃化熱轉(zhuǎn)變溫度。分別對原布樣、軋助劑預(yù)烘布樣(未染色)進(jìn)行差示掃描量熱法測試．分析其熱轉(zhuǎn)變溫度的變化情況。
2結(jié)果與討論
2．1測量上染百分率法確定助劑
最佳用量任選一支分散染料(分散黃SE一2GFL)．通過殘液法測定分散染料在不同溫度時的上染率．并通過對染料的上染率分析．確定助劑CWL的最佳用量范圍分散黃SE一2GFL在常壓沸染時不同溫度下的上染率如圖3所示。
從圖3可以看出．添加助劑CWL在98℃時的上染率均較未加助劑的高：并且上染率先是隨著助劑濃度的增加而增加．在助劑濃度達(dá)到4g／L時上染率達(dá)到最高值94．6％：接著．隨著助劑濃度的近一步增加．上染率開始呈下降趨勢同一溫度下．添加助劑的試樣均較未加助劑的上染率高．隨著添加助劑濃度的增加．在開始階段上染率先是逐漸增高．當(dāng)助劑的濃度達(dá)到8g／L時．終上染率具有明顯的降低趨勢。染浴中添加助劑
2．2值法確定助劑最佳用量
高溫高壓下染色和常壓沸染60rain工藝中均在染浴中分別添加一系列濃度梯度的助劑CWL．這里依然選擇分散黃SE一2GFL．對其在不同染色工藝和添加不同的助劑CWL濃度時的色深度進(jìn)行對比．如圖4所示。
溫高壓染色工藝中．滌綸纖維上色深度隨著的助劑CWL濃度的增加并沒有明顯的增加．反而在助劑濃度大于3g／L時有下降的趨勢．這可能是由于在高溫高壓條件下．分散染料的溶解及擴(kuò)散動能足夠高．無需助劑作用就能很容易地進(jìn)入到纖維的內(nèi)部．得到較高的K／S值．助劑CWL的增塑、膨化作用顯得不那么明顯；另一方面，助劑濃度過高，助劑膠束形成膠團(tuán)的趨勢變大．膠團(tuán)之間容易發(fā)生聚集．形成更大的膠團(tuán)．甚至出現(xiàn)沉淀．從而影響了助劑向纖維表面的吸附．減弱了助劑中染料向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散．降低了染料對纖維的上染量從對比曲線上可以看出，在添加助劑CWL為4g/L．常壓沸染60min染色的織物表面色深度(K／S值)與傳統(tǒng)的高溫高壓法染的織物表面色深度(S值)基本相當(dāng)因此．使用該助劑CWL完全可以實現(xiàn)常壓沸染來替代傳統(tǒng)的高溫高壓染色工藝．實現(xiàn)滌綸纖維的低溫染色助劑用量5g／L與4的染色效果相近，為了節(jié)約成本確定該助劑的最佳用量為4g/L。通過此實驗也說明．該助劑不宜在高溫高壓染色工藝中使用。
2．3助劑CWL的增深效果
常壓沸染工藝中分別添加自制助劑CWL、甲基萘、冬青油做染色實驗．與高溫高壓工藝染色的標(biāo)樣作對比。助劑C
由圖5a可知．對于高溫分散紅S-5BL來說．除了冬青油在常壓沸染工藝中的染色深度高于高溫高壓染色的色深度外，助劑CWL、甲基萘均達(dá)不到傳統(tǒng)高溫染色的色深度：由圖5b可知，對于中溫分散紅玉SE—GFL來說．助劑CWL、甲基萘、冬青油用于常壓沸染的染色深度均與高溫高壓染色的色深度相當(dāng)：由圖5e可知．對于低溫分散藍(lán)E一4R來說．助劑CWL具有明顯的增深效果．均比甲基萘、冬青油以及高溫高壓染色的色深度要深因此．助劑CWL比較適用于中溫型和低溫型分散染料的常壓沸染工藝．染色深度完全可以達(dá)到高溫高壓染色的色深度。
總的來說．幾種助劑比較起來．染色效果相近。盡管傳統(tǒng)載體的染色效果較好．但是毒性比較大冬青油的主要成分是水楊酸甲酯，其毒性較低，但是價格高、氣味大．易揮發(fā)．需密閉操作，纖維上殘留載體較難去除：甲基萘．其毒性較大，雖然價格低、使用方便，但具有強(qiáng)烈的樟腦臭味．尤其在熱燙定形時氣味更加強(qiáng)烈．使工人無法忍受而助劑CWL的制備成本雖然比冬青油和甲基萘稍高．但是它集環(huán)保、節(jié)能兩大概念于一身，與當(dāng)前治理環(huán)境污染、建立節(jié)約型社會的時代主題非常吻合．它的開發(fā)與應(yīng)用不僅可以為印染廠和助劑廠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益．也會產(chǎn)生良好的社會效益。
2_4助劑CWL對纖維的增塑效果
無定形或半結(jié)晶聚合物從黏流態(tài)或高彈態(tài)(橡膠態(tài))向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變(或相反的轉(zhuǎn)變)稱玻璃化轉(zhuǎn)變。發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變的較窄溫度范圍的近似中點稱玻璃化溫度纖維被增塑．一個典型的特征就是玻璃化溫度降低。
用梅特勒一托利多儀器DSC823e分別對原布樣、軋助劑預(yù)烘布樣(未染色)、按照浸染工藝進(jìn)行操作并后處理完畢(未染色)布樣進(jìn)行差示掃描量熱法測試．分析其熱轉(zhuǎn)變溫度的變化情況．
從圖6可以看出．經(jīng)助劑CWL處理后的滌綸纖維的玻璃化溫度從83．32℃下降至80．58℃．低溫浸染工藝完畢后玻璃化溫度成為81．81c(二如果能排除操作誤差及環(huán)境影響．則可降低得更多．說明助劑確實能夠?qū)炀]纖維產(chǎn)生增塑作用．從而降低滌綸纖維的玻璃圖6浸軋助劑前后的DSC曲線化溫度．使其成為能夠低溫染色的一個原因。此外。滌綸纖維的熔點幾乎沒有改變．說明助劑的添加不降低纖維的熔點。
3結(jié)論
助劑CWL對滌綸纖維具有潤濕、增塑、膨化的作用，從而使分散染料在較低的溫度就有高的上染率．達(dá)到高溫高壓染色工藝的染色深度．進(jìn)而實現(xiàn)滌綸纖維的低溫染色助劑CWL適用于低溫型和中溫型分散染料的低溫染色工藝中．最佳用量在4g／L左右。
因此．該助劑用于滌綸常壓沸染工藝可以降低能耗．提高染料的利用率，從而降低成本，減輕污染，符合當(dāng)前節(jié)能減排的時代主題。
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