一蠶絲的結(jié)構(gòu)特點 蠶絲主要由絲素(又稱絲朊)和絲膠兩部分組成,其主體為絲素,在桑蠶絲中通常占70%~80%。絲素蛋白屬線型蛋白。與羊毛蛋白相比,絲素蛋白的結(jié)構(gòu)較簡單,以側(cè)鏈中非極性的氨基酸(如甘氨酸、丙氨酸等)含量為最多,因此結(jié)晶度較高。蠶絲也具有兩性性質(zhì),但其氨基含量要比羊毛低得多,約為0.15mol/kg纖維,而且酸性基因含量比氨基含量高,約為0.29mol/kg纖維。測得絲素蛋白的吸酸飽和值約為0.12~0.2mol/kg纖維,為羊毛蛋白的五分之一左右。絲素蛋白的等電點pH值為3.5~5.2。絲素吸酸和吸附染料陰離子的特征基本上和羊毛類似。 絲膠屬球型蛋白,與絲素蛋白的組成基本相同,以側(cè)鏈帶親水性基團的氨基酸(如絲氨酸和天門冬氨酸等)含量最高,因而在水中容易溶解。坯綢在印染加工前,必須經(jīng)過脫膠精練去除絲膠,但不使絲素受損傷。 與桑蠶絲相比,柞蠶絲的絲素中丙氨酸的含量特別高,是組成結(jié)晶區(qū)的主要部分,但結(jié)晶區(qū)的比率要小些。柞蠶絲對酸和堿的穩(wěn)定性要高些。此外,絲素中含有少量色素,經(jīng)漂白也不容易完全去除,使柞蠶絲染色織物的鮮艷度較差。 柞蠶絲中的絲膠含量稍低些,約占12%~13%,但其絲膠粒子大,并有較多鈣鹽的雜質(zhì)存在,使絲膠和雜質(zhì)的溶解性較差,因此柞蠶絲的脫膠比較困難。 二、蠶絲的酸性染料染色 蠶絲染色中一般以弱酸性染料為主。弱酸性染料對蠶絲纖維有較高的染著能力,能在弱酸浴或中性浴中上染。應(yīng)用最多的是弱酸浴酸性染料,中性浴酸性染料次之。強酸性染料雖然色澤鮮艷,勻染性良好,但是染色飽和值較低,濕處理牢度較差,而且絲素在強酸性介質(zhì)中會受到損傷,故不宜采用。也可采用中性、直接或活性等染料進行染色。
蠶絲的酸性染料染色機理基本上與羊毛染色相同。在蠶絲的等電點pH值附近染色時,染料與纖維的結(jié)合中有離子鍵結(jié)合,氫鍵和范德華引力起著重要作用。當(dāng)染浴的pH值大于蠶絲的等電點時,染料主要靠氫鍵
弱酸性染料染絲綢時,必須根據(jù)染料的結(jié)構(gòu)和性能來調(diào)節(jié)染浴的pH值。從蠶絲特性和染料給色量的角度考慮,以弱酸浴染色為好。一般選用醋酸或醋酸銨調(diào)節(jié)染浴的pH值。對于勻染性較差的染料。則以中性浴染色為好,有的在后階段逐步加一些酸,以提高上染率。
弱酸性染料在高于蠶絲等電點的染浴中染色時,電解質(zhì)(如食鹽、元明粉等)的加入,可以降低染料與纖維之間的電荷斥力,起促染作用。為了防止上染過速而造成染色不勻,宜在中途分次加入。生產(chǎn)中不常使用電解質(zhì),因為它對絲綢的光澤和手感可能帶來不良影響。為了改善勻染性,可以加入勻染劑。
蠶絲的表面沒有鱗片層,在水中較易膨化,弱酸性染料在蠶絲纖維上的上染速率比羊毛的快,但它的濕處理牢度比染羊毛的差些,尤其是部分中深色。為了提高濕處理牢度,有必要進行固色處理。
為了使染料均勻上染,需要逐步升溫。由于絲綢的質(zhì)地輕薄,長時間沸染會使蠶絲受損傷,影響絲綢的光澤,最高溫度宜控制在95℃左右。
三、染料溶解性能的影響
弱酸性染料一般是以膠體狀態(tài)分散在水溶液中。表1-4的數(shù)據(jù)表明,在室溫(25℃)時,弱酸性染料的溶解度一般比較低(除普拉黃GN外),大多在10g/L以下。隨著溫度的升高,其溶解性能有不同程度的提高。在70℃時,不同結(jié)構(gòu)染料的溶解性能表現(xiàn)出明顯的差異。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到90℃時,有些染料的溶解度雖有提高,但提高幅度不大。
從1-4可看到,于70℃時,溶解度小于10g/L的染料中大多為三芳甲烷結(jié)構(gòu)的。柴林艷藍G染液在放置2h后,其溶解度提高,說明它的溶解速率較慢。溶解度在60g/L以上的染料中大多為偶氮結(jié)構(gòu)的。溶解度在10~60g/L范圍的染料有蒽醌和偶氮結(jié)構(gòu)的。
染料的溶解性能不僅與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān),而且與商品染料的劑型與添加劑等也有很大關(guān)系。弱酸性大紅GN、色派拉諾大紅FGN與尼龍山大紅F—3GL三只染料的色光相近。其中,大紅FGN與大紅F&md
實踐中反映,某些溶解性能差的染料易造成染色中色點、色斑的產(chǎn)生。對于溶解速率慢的染料,可以將所配染液或印花色漿在適當(dāng)條件下放置一定時間,以提高染料的溶解性能。
表1-4 弱酸性染料的溶解性能
| 染料名稱 | 結(jié)構(gòu)類別 | 溶解度(g/L) | 溶解穩(wěn)定性(g/L) (70℃,2h) | ||
| | | | |||
| 普拉黃GN 弱酸性黃3GL 卡普侖桃紅BS 酸性艷藍5GM 可耶諾爾黃RW 酸性艷紅10B 酸性湖藍3GM 藍納芯藍GL 普拉黃RXL 龍山大紅F3GL 卡普侖綠5GS 酸性藏青5R 色派拉諾大紅GN 弱酸性大紅GN 柴林艷藍6B 柴林艷藍G | 偶氮 偶氮 偶氮 三芳甲烷 偶氮 偶氮 三芳甲烷 蒽醌 偶氮 偶氮 蒽醌 偶氮 偶氮 偶氮 三芳甲烷 三芳甲烷 | 140~160 <1 <1 <1 <1 3~4 1~2 2~3 <1 <1 10~15 2~3 <1 <1 1~2 <1 | 160~180 100~120 100~120 90~100 90~100 70~80 60~70 50~60 50~60 25~30 20~25 15~20 10~15 3~4 3~4 2~3 | 100~120 50~60 5~6 8~9 | 100~120 120~140 60~70 3~4 15~20 |
注 表中A、B、C為按不同移染能力指標(biāo)而分的類別
3.蒽醌染料和藍色偶氮染料 移染性較差,靜態(tài)移染率在10%以下。動態(tài)染率中等,其中tanγ在0~0.002之間。染料移染性能隨染浴的初始濃度增加而有所增加,但增加量不太大。對于這些染料,控制升溫速率或添加助劑等方法更有助于均勻染色。拼色時應(yīng)盡量選用移染性能相似的染料,以便獲得均勻的顏色。
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