摘要:文章討論了羊毛纖維在低溫條件下(85～95℃)，用α－溴代丙烯酰胺型毛用活性Lanasol染料染色應用的性能，主要研究了助劑、pH值、固色時間對低溫染色工藝中染料上染百分率的影響。實驗結(jié)果表明:Lanasol活性染料本身在常規(guī)染色中工藝簡單，上染百分率較好，在低溫染色實驗中，經(jīng)過改變助劑等參數(shù)并優(yōu)化工藝后，使羊毛纖維上染百分率和固色率均有一定程度的提高;同時，由于使用的染色溫度較低，羊毛纖維在染色后單纖斷裂強力也得到改善;而且，通過助劑的優(yōu)化，染色后纖維的牢度也得到提升。
關(guān)鍵詞:Lanasol染料;活性染料;羊毛;低溫染色
羊毛纖維的染色加工多在大浴比沸煮條件下進行，既不利于節(jié)約能源，也不利于保持羊毛的優(yōu)良品質(zhì)，經(jīng)過高溫沸煮處理，羊毛損傷較大且失重現(xiàn)象較為明顯，而采用較低溫度染色則能對天然纖維的損傷有所改善，失重現(xiàn)象也可減緩，還可以節(jié)約能源，改善工作環(huán)境，減輕勞動強度［1—3］。
目前，大部分的羊毛染色采用酸性染料，但酸性染料，特別是勻染性酸性染料染色的濕處理牢度差，酸性媒介染料則存在染色色澤萎暗，對環(huán)境有較大污染的問題，有的已禁用的酸性染料會分解出致癌芳胺，且含重金屬，對人體有較大的危害，染色后的廢水過濾排放問題也難以處理。羊毛用活性染料染色具有色澤鮮艷，色譜齊全，使用方便和使用性強的優(yōu)點。
通過實驗和計算，目前較為推廣的是助劑在羊毛低溫染色中的應用，本文通過對低溫助劑為主要研究對象而進行實驗。
1·實驗
1.1材料、藥品及儀器
羊毛散纖維;Lanasol紅6G、Lanasol藍3G、Lanasol黃4G、Albegal B 40%(汽巴精細化工有限公司)、表面活性劑M(AR，寶雞天澤化工有限公司)、無水硫酸鈉(AR，天津市天力化工有限公司)、冰乙酸(AR，西安市化學試劑廠)、硫酸銨(AR，天津市博迪化工有限公司)、無水碳酸鈉(AR，天津市紅巖化學試劑廠);FA2004精密電子天平(上海恒升科學儀器有限公司)、HH－2型電熱恒溫水鍋(北京科偉永興儀器有限公司)、101型電熱鼓風干燥箱(北京科偉永興儀器有限公司)、722型光柵分光光度計(上海精密科學儀器制造廠)、SF300測色配色儀(思維士電腦科技公司)、YG004E型單纖拉伸斷裂儀(寧波紡織儀器廠)、Y5718型摩擦測試儀(溫州紡織儀器廠)。
1.2染色實驗
采用Lanasol紅6G作為標準染料上染織物，進而對低溫染色工藝進行優(yōu)化，得出最佳優(yōu)化工藝后［4—8］，采用三原色對羊毛散纖維染色和常規(guī)工藝染色試樣進行比較。
1．2．1常規(guī)染色工藝
工藝處方如表1所示。染色工藝曲線如圖1所示。
后處理工藝:固色水洗(純堿質(zhì)量濃度2 g/L，80℃×15 min)→皂洗(皂洗劑用量1%(owf)，75℃×10 min)→水洗(70℃×10 min)。
1．2．2低溫染色工藝
選擇常規(guī)染色的助劑Albegal B，將其和表面活性劑M復配成低溫染色助劑，并優(yōu)化其用量，用于低溫染色。染色工藝曲線見圖2。工藝處方見表2。
后處理工藝:固色水洗(純堿質(zhì)量濃度2 g/L，80℃×15 min)→皂洗(皂洗劑用量1%(owf)，75℃×10 min)→水洗(70℃×10 min)。
選擇Lanasol紅6G染料得出優(yōu)化工藝的各參數(shù)用量，然后推廣至三原色，與常規(guī)工藝染色后試樣作對比分析。
1.3測試指標
1．3．1上染百分率的測定
將染料配制成一定濃度，并稀釋成標準染液，用分光光度計測量不同波長下的吸光度，盡量保證使最大吸光度在0．2～0．8之間［9］。在最大吸光度下，得出染液的最大吸收波長。
在標準染液下最大吸收波長處，待染色過程結(jié)束后分別測定染色殘液和標準染液的吸光度。
1．3．2固色率的測定
用722S型可見分光光度計分別測得固色后處理染液殘液、皂洗液以及水洗液在其標準染液下最大吸收波長處的吸光度。
1．3．3 K/S值的測定
使用Data Colour SF300型思維士電腦測色儀測定，在織物上任取10個點，采用D65光源測定常規(guī)工藝和助劑處理工藝染色樣品的表觀得色深度K/S值［10］。
1．3．4色牢度的測定
耐摩擦色牢度按GB/T 3920—1997《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》中規(guī)定的方法測試，然后用GB 250—1995《評定變色用灰色樣卡》進行評級。
2·結(jié)果與討論
2.1染料最大吸收波長的確定
將各染料稀釋到一定濃度后，確定在不同波長下測定吸光度后，最大吸光度對應波長，即其最大吸收波長。
將Lanasol紅6G、Lanasol藍3G、Lanasol黃4G，配制成一定濃度的染液，保證用分光光度計能測定出要求范圍內(nèi)數(shù)值。
根據(jù)多次實驗，最后測定Lanasol系列染料最大吸收波長分別為:紅6G 502 nm，藍3G 560 nm，黃4G 398 nm。
2.2低溫染色對上染百分率的影響
2．2．1低溫助劑制備
選用常規(guī)助劑Albegal B和表面活性劑M復配，作為新的低溫染色助劑。將其用于低溫染色試樣，和常規(guī)染色試樣做對比，得出助劑最佳配比為40%Albegal B∶表面活性劑M為2∶1，用量為1%(owf)時上染百分率較高。而且，選用優(yōu)化的復配助劑后低溫染色上染效果明顯優(yōu)于常規(guī)染色。
由于在Lanasol染料低溫染色中，淺色和深色的助劑用量不同，故優(yōu)化助劑用量需分別進行。
2．2．2低溫助劑用量對淺色系纖維的影響
選用染料為Lanasol紅6G，用量1%(owf)，助劑濃度為40%，進行染色。低溫助劑用量對淺色素纖維上染百分率的影響見表3。
由表3可以看出，上染淺色時，當?shù)蜏刂鷦┑挠昧繛?．9%(owf)時，染料的上染百分率最高，這是因為Lanasol染料為帶有溴代丙烯酰胺活性基的毛用活性染料，在染色條件下，毛用活性染料與羊毛的氨基酸發(fā)生反應。染料分子結(jié)構(gòu)上帶有親水的酰胺基，使其在水溶液中有良好的水溶性，當染料溶于水中后，由于染料分子(或離子)之間的氫鍵和范德華力，可使染料發(fā)生不同程度的聚集。加入低溫復配助劑之后，在表面活性劑M的增溶及與染料分子間的氫鍵和范德華力作用下，可以有效地避免染料分子間的相互作用，降低了染料的聚集，有利于染料分子以單分子或離子狀態(tài)上染。上述作用加快了染料分子向纖維內(nèi)部的滲透、擴散和固著，明顯提高了上染百分率。另外，由于低溫助劑Albegal B對染料具有一定的勻染作用，因此能得到良好的布面表觀色深效果和勻染性。從表3還可以看出，助劑用量在0．5%～1．2%(owf)范圍內(nèi)，用量為0．9%(owf)時，上染百分率有一個波峰，之后隨助劑的用量增多上染百分率反而下降;助劑用量在1．5%～2．2%(owf)范圍內(nèi)時，也出現(xiàn)和前面相同的現(xiàn)象，用量為1．9%(owf)時，上染百分率有一個波峰。當助劑用量為0．9%和1．9%(owf)時，上染百分率相差不多，考慮到節(jié)約能源等各項因素，上染淺色系纖維時助劑最佳用量為0．9%(owf)。
2．2．3低溫助劑用量對深色系纖維的影響
選用染料為Lanasol紅6G，用量4%(owf)，助劑濃度為40%，對纖維上染深色。低溫助劑用量對深色系纖維上染百分率的影響見表4。
由于染深色系纖維助劑的用量理論上大于淺色系纖維用量，故優(yōu)化助劑用量的范圍應選定大于上染淺色纖維助劑的用量。而且根據(jù)表3上染淺色系纖維時的數(shù)據(jù)可推測，由于助劑具有兩親結(jié)構(gòu)，上染百分率可能隨著助劑的用量逐漸增大，上染百分率會出現(xiàn)反復波動的情況。所以，設置助劑用量范圍1．5%～2．2%(owf)，然后對纖維采用用量4%(owf)的染料進行染色后，可以看出，助劑用量為2.0%(owf)時，上染百分率最高。
2．2．4醋酸用量對淺色系纖維的影響
常規(guī)的淺色系纖維染色工藝中，一般需加醋酸用量為0．6%～0．8%(owf)。在低溫淺色系纖維染色工藝中，保證pH值在6～7范圍的情況下，略微調(diào)節(jié)醋酸用量，使Lanasol紅上染百分率達到最佳效果。醋酸用量對淺色系纖維上染百分率和纖維斷裂強力的影響見表5。
由表5可以看出，隨著醋酸用量的增大，上染百分率逐漸提高，在1．2%(owf)和1．3%(owf)時，上染百分率和染色表觀深度K/S值基本沒有太大變化，但其強力有明顯下降，故染淺色系纖維選用醋酸用量宜為1．2%(owf)。
2．2．5醋酸用量對深色系纖維的影響
在低溫深色系纖維染色工藝中，保證pH值在4～5范圍的情況下，調(diào)節(jié)醋酸用量，優(yōu)化出上染百分率較好的最佳醋酸用量。醋酸用量對深色系纖維上染百分率和纖維斷裂強力的影響見表6。
由表6可以看出，深色系纖維染色工藝和淺色系纖維染色工藝參數(shù)變化規(guī)律相似，隨醋酸用量增大上染百分率有一定的提高，但醋酸的加入會對纖維造成損傷，故在深色系纖維染色過程中選用的醋酸用量宜為2．3%(owf)。
2．2．6溫度對淺色系纖維的影響
不同溫度下對纖維進行染色，測試其上染百分率，選出最合適的染色溫度。
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