摘要:采用活性染料對殼聚糖/棉混紡毛巾進行染色,從前處理工序開始到染色工序結束,對影響殼聚糖染色及其色花的各種因素進行分析。以紫色為例,對滲透劑、勻染劑、堆置時間、染色溫度、浴比、pH值、圈時、染料和各種助劑的定量進料量和定量進料時間進行優化。
關鍵詞:殼聚糖;染色;活性染料;毛巾
0 引 言
殼聚糖是甲殼素分子脫去已?；玫降漠a物,其化學名稱為β-(1,4)-2-氨基-脫氧-D-葡萄糖,其具有良好的生物相容性,可降解性,抗菌性能,抗霉作用,保濕性;其化學組成與棉纖維相似可采用染纖維素纖維的染料進行染色[1]。本試驗采用活性染料進行染色,由于殼聚糖分子中存在-NH2基團,能溶解于酸性溶液中,不能溶解于堿性溶液之中,故在流程中不能與酸性溶液接觸;另外-NH2能與溶液中的H+結合成為-NH3+,致使吸附陰離子染料速度加快,導致勻染性很差。由于殼聚糖的固著率和上染率比棉纖維更高,因此使用活性染料染色時竟染現象特別嚴重,易造成染色色花。
傳統的殼聚糖染色方法是毛巾浸軋殼聚糖溶液然后經過烘干,再進行活性染料染色,其缺點一是經處理后的毛巾殼聚糖容易在纖維表面富集,染色過程很難控制而容易色花;二是殼聚糖分子比較大,不能進入纖維內部,只能停留在纖維的表面,并且殼聚糖與纖維的結合靠分子間作用力,結合不牢固,容易從棉纖維上脫落,其摩擦牢度和耐洗性沒有本試驗的好;三是傳統的殼聚糖染色方法使用的殼聚糖濃度都很低,一般只有0.2%,最多不超過0.5%,殼聚糖濃度再高,毛巾的色深值會下降,而且會產生手感問題[2]。而本試驗使用的材料是12%殼聚糖纖維與88%棉纖維混紡紗織成的毛巾,利用活性染料對殼聚糖/棉混紡螺旋毛巾染色,殼聚糖的濃度達到12%,這樣不僅解決毛巾手感問題;而且能夠有效地控制染色過程中產生的色花;其摩擦牢度和耐洗性與棉纖維一樣。
1 試驗部分
1.1 試驗材料與儀器
1.1.1試驗材料
織物:32.4tex/32.4tex/29.2tex 12%殼聚糖(脫乙酰度可達97%~100%)/88%棉混紡毛巾(山東華興紡織集團)。
藥品:氫氧化鈉(工業),精煉劑LFD-Q (上海雅運),27.5%過氧化氫(揚州農藥化工有限公司),滲透劑TCS-250(上海信守),滲透劑HD-82(常州宏達),勻染劑DX(上海雅運),勻染劑KL(科萊恩),淀粉酶(江陰百圣龍)。
染料:3RF黃,3BF紅,BRF藍(日本住友)。
1.1.2 儀器
721B型分光光度儀;RY-25016染色機(上海隆達),HANGPING JA003電子秤(上海天平儀器廠),T-8溢流染色機(深圳立信)。
1.2 試驗方法
1.2.1 工藝流程
螺旋機螺旋刷毛堆置退漿→煮漂→染色→水洗→加柔軟劑→烘干。
1.2.2 上染率測試
用721分光光度儀測染色后吸光度,計算上染百分率。
式中:A0—原液的吸光度,A1—各試樣染色后殘液的吸光度
2·結果與討論
2.1 螺旋機螺旋刷毛堆置退漿
2.1.1 滲透劑的選擇
螺旋毛巾首先要在螺旋機螺旋刷毛,在螺旋機軋槽內加淀粉酶,少許滲透劑,增加其潤濕性,更有利于毛巾的刷毛效果;同時將水槽內的水溫控制在80℃左右,對滲透劑進行篩選。TCS-250是陰離子表面活性劑,其有利于染料的滲透,又由于其陰離子性與—NH3+離子結合,中和一部分電荷,減少了染料分子與殼聚糖的結合能力,有利于染料的勻染。HD-82是非離子表面活性劑,與染料具有一定的親和力,易與染料締合,使染料在殼聚糖毛巾上富集,使得出現深斑(表1)。
2.1.2 堆置時間的確定
從表2可以看出,堆置的時間越長,其色花現象也越嚴重。經本公司測試中心測定,淺斑的部分是由于殼聚糖已經流失的原故。其原因是由于螺旋毛巾上存在漿料,又由于毛巾內部溫度很高,堆置在元寶車中退漿,漿料經過細菌的分解發酵,產生了酸性物質,時間越長,酸性物質的濃度就越高,當酸性達到一定的濃度后,殼聚糖發生溶解,從而使殼聚糖在漂白時流失。因此在毛巾螺旋堆置1h之內就進缸煮漂。
2.2 煮漂
煮漂工序主要選擇的精煉穩定劑是陰離子的穩定劑,這樣對殼聚糖染色影響很小;另外煮漂液的配置是按以下順序進行,先加精煉穩定劑再加液堿,最后使用回流液加雙氧水配煮漂液,這是為了防止化工料過快的加入,造成殼聚糖局部瞬間pH過低,使殼聚糖溶解損失,尤其要注意配煮漂液時雙氧水不能直接倒入。因為為了保持雙氧水在運輸和存放過程中的穩定性,雙氧水中被加入了很多酸劑,這些酸劑與殼聚糖接觸足以使殼聚糖溶解以至全部失去,造成染色淺斑,使用回流液配煮漂液這樣能中和雙氧水中的酸性物質,防止雙氧水中的酸性物質引起殼聚糖的溶解,使其流失而引起色花。
2.3 染色
2.3.1 工藝處方
以紫色為例:
3RF黃 0.1%(owf);
3BF紅 0.35%(owf);
BRF藍 0.45%(owf);
元明粉20g/L;
純堿 12g/L;
時間 35min;
溫度 50℃。
2.3.2 染色流程
2.3.3 勻染劑的選擇
開始使用了上海雅運生產的活性染料勻染劑DX,此勻染劑是非離子型,具有分散、乳化、滲透作用,雖然非離子型對染料有結合能力,但是不能降低殼聚糖表面的電荷,其對殼聚糖染色的勻染性的效果影響不是很大。最后選擇了科萊蒽的勻染劑KL,此勻染劑是陰離子型,具有助溶、緩染、螯合、分散功能,又由于其是陰離子型,能很好地與殼聚糖上的—NH3+結合,降低殼聚糖的電荷,這樣對勻染效果有很大提高。
2.3.4 染色的工藝因素
a)浴比對活性染料勻染的影響
染料0.90%,元明粉20g/L,純堿12g/L,勻染劑1g/L,時間35min,染色結果見表3。
隨著國家節能減排的要求的進一步提高,在染色時盡量把浴比放到最低,同時由于染色設備和產品的特殊性,毛巾的最低浴比一般在1∶6~1∶8之間;但是從表3可以看出,浴比只有在1∶9~1∶10之間才能保證殼聚糖毛巾不色花,為了保險起見我們使用浴比1∶10。由于殼聚糖分子中帶有陽離子性,對染料直接性是棉的幾倍,這個不難理解浴比越小,對染色就越不利。
b)溫度對活性染料上染率與固著率的影響染料0.90%,元明粉20g/L,純堿12g/L,勻染劑1g/L,時間35min,浴比1∶10,染色結果見表4。
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