牛奶蛋白纖維以牛奶為原料,經分離、提純后得到蛋白質,再與聚乙烯醇縮甲醛接枝共聚而成,屬蛋白質纖維。牛奶蛋白纖維集天然纖維(棉、麻、毛、蠶絲)和化學纖維的優點于一體,不僅具有化學纖維強度高、收縮小、防霉和防蛀的性能,又具有天然纖維柔軟、親膚、吸濕和透氣等優點。蛋白質與聚乙烯醇縮甲醛聚合后固化,失去了原有的可溶性,在高溫環境中,其分子結構緊密,水中軟化點高而不溶于水。由于蛋白質分子多肽鏈之間以氫鍵相結合,分子中含有大量易與水結合的氨基、羥基、羧基等基團,從而使纖維具有良好的吸濕性和透氣性。另外,牛奶蛋白纖維含有多種人體必需的氨基酸,與人體皮膚的親和性好,具有良好的保健性。
如前所述,牛奶蛋白纖維中含有羥基、氨基、羧基等極性基團,可采用酸性染料和活性染料染色。本試驗采用含α-溴代丙烯酰胺基的Lanasol(蘭納素)染料(Ciba公司),它具有反應性高、固色率高、色澤鮮艷、耐曬和濕牢度好等特點。本文就染色工藝參數對牛奶蛋白纖維染色性能的影響作較為系統的分析和探討。
1試驗儀器
1.1材料與藥品
纖維牛奶蛋白纖維(蛋白質含量30%、PVA含量70%)
試劑硫酸亞鐵、氫氧化鈉、助洗劑、硅酸鈉、雙氧水、滲透劑JFC、醋酸、元明粉、氨水、勻染劑Albegal B(均為分析純或化學純)
染料Lanasol(蘭納素)紅5B,黃4G,藍8G201
儀器WSD23X型白度儀,723型分光光度計,SW212A型耐洗色牢度試驗儀,Y7512A型摩擦色牢度試驗儀,YG001A型電子單紗強力儀
1.2工藝
1.2.1前處理
洗滌牛奶蛋白纖維特別細,皮層結構緊密,且在制造過程中吸附了大量的表面活性劑。為便于染色時染料的吸附和擴散,可在溫度70℃、pH值7.5～8的條件下,加洗滌劑處理15～20 min,以洗除纖維表面粘附的表面活性劑,膨潤纖維表面皮層。
漂白由于牛奶蛋白纖維本身含有米黃色色素,在染淺色時,需先漂白,以獲得較好
具體工藝:
(1)亞鐵鹽預處理FeSO4用量20%(owf),溫度70℃,pH值4～5,預處理35 min。
(2)氧化漂白雙氧水25 g/L,硅酸鈉4 g/L,滲透劑JFC 2 g/L,pH值8～9,浴比1∶50,80℃處理60 min。
1.2.2活性染料染色
采用浸染方式,浴比1∶40,勻染劑Albegal B1%,染料1.5%(owf),用醋酸調pH值。40℃始染,染10 min后加入元明粉,再將染浴溫度升至規定溫度,染色60 min。
1.3測試方法
1.3.1上染百分率的測定
用分光光度計測定最大吸收波長處染液的吸光度,計算上染百分率。
式中:Di———染色一定時間時染液的吸光度;
D0———空白染液的吸光度。
1.3.2白度測定
在WSD23X型白度儀上進行測定。
1.3.3固色率測定
用洗滌法測定活性染料固色率。
1.3.4色牢度測定
耐洗色牢度按GB/T 3291.3—1997,在SW212A型耐洗色牢度試驗儀上測定后評級;摩擦牢度按GB/T3290—1997,在Y7512A型摩擦色牢度試驗儀上測定后評級。
1.3.5強力測定
在YG001A型單紗強力儀上測定單紗強力。
2結果與討論
2.1雙氧水漂白對纖維性能的影響
硫酸亞鐵預處理和雙氧水漂白對牛奶蛋白纖維強力、斷裂伸長率及白度的影響見表1。
表1牛奶蛋白纖維漂白前后的纖維性能和影響
由表1可以看出,漂白后牛奶蛋白纖維的白度明顯提高,基本消除了染淺色時對色光和顏色鮮艷度的影響;但是牛奶蛋白纖維的斷裂強度及斷裂伸長率有不同程度的下降。這主要是雙氧水與亞鐵離子共同作用造成的。在亞鐵等金屬離子存在下,雙氧水會發生迅速而復雜的分解,生成各種自由基,如HO·,它們對色素雖有破壞作用,但也會造成纖維損傷。另一方面,纖維上存在的亞鐵離子,會使纖維局部發生強氧化反應,使纖
2.2牛奶蛋白纖維的染色因素分析
紡制牛奶蛋白纖維時,采用牛奶蛋白質與聚乙烯醇以15～60∶85～40的比例配料接枝共聚而成。蘭納素活性染料中含有溴丙烯酰胺基,在染色過程中會產生乙烯砜基,其雙鍵易與纖維發生加成,從而達到上染的目的。此外,牛奶蛋白纖維中含有的-NH2、-OH、-COOH、-SH等基團,能與蘭納素活性染料形成酰胺鍵、亞胺鍵和醚鍵等共價鍵,因此染料與纖維間的結合較穩定。牛奶蛋白纖維染色的關鍵在于勻染和提高固色率,并充分洗凈未固著的染料,使染色成品具有優異的耐洗性。
2.2.1勻染劑Albegal B用量
活性染料染羊毛時,為防止染料與纖維過早反應,達到勻染的目的,需要選用適當的勻染劑,這類勻染劑大多數是由季銨鹽與聚氧乙烯醚合成。本試驗采用汽巴Albegal B勻染劑。勻染劑的用量與染色深度有關,染色深度增加時可相應增加Albegal B的用量。當染料用量<2%(owf)時,加入1%(owf)Albegal B;當染料用量>2%(owf)時,加入2%(owf)的Albegal B。
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