孟春麗，曹機(jī)良，王柯欽，程獻(xiàn)偉

(河南工程學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，鄭州450007)

錦綸/棉混紡或交織物是廣受消費(fèi)者喜愛的一種紡織面料，兼有棉織物的手感、吸濕及透氣性好的優(yōu)點，又具有錦綸織物的回彈性和耐疲勞性好的特點，因此廣泛應(yīng)用于各類服飾面料和裝飾面料的制造中［1-2］。傳統(tǒng)的錦棉混紡或交織物染色工藝有活性染料/酸性染料二浴2步法，分散染料/活性染料一浴2步法，活性染料一浴法等，而以上方法的活性染料染色過程中都需要加入大量中性電解質(zhì)如氯化鈉或硫酸鈉起促染作用［3-5］。但中性電解質(zhì)的加入容易引起染料的聚集，造成染色疵病，同時也加大了印染廢水的處理難度。

針對棉織物活性染色需加入大量電解質(zhì)的問題，已有很多學(xué)者做了相關(guān)的研究工作，其中最有效的方法是對棉織物進(jìn)行改性［6-9］，通過降低染色過程中棉纖維表面的負(fù)電性使染料能在中性無鹽條件下被纖維吸附。聚環(huán)氧氯丙烷胺化物(PECH-amine)具有良好的熱穩(wěn)定性，易溶于水，含有叔胺基，含氮量適中，在水中無明顯的正電性，分子量較低，易滲入纖維，留有較多氯甲基反應(yīng)性基團(tuán)，在堿性條件下有很好的反應(yīng)性，可以和纖維素纖維發(fā)生共價鍵結(jié)合，從而降低纖維素纖維與陰離子染料的電荷斥力，提高織物與染料的親和力，是棉織物胺化改性的一種有效助劑，已經(jīng)成功用于純棉及滌綸/棉織物的中性無鹽染色［10-11］，而對錦/棉混紡或交織物的改性染色鮮有報道。本試驗探討了活性染料對PECH-amine改性錦綸/棉織物的染色同色性。

1 試驗

1.1 試驗材料

織物:市售純棉機(jī)織物(平方米質(zhì)量100 g/m2)和純錦綸機(jī)織物(平方米質(zhì)量100 g/m2)，染色前用2 g/L Na2CO3和2 g/L平平加O溶液于60℃處理30 min，充分洗滌后晾干備用。

化學(xué)品:改性劑PECH-amine(聚環(huán)氧氯丙烷胺化物，自制);活性染料:雷馬素紅3BS、活性深藍(lán)B-2GLN和活性橙 K-R(市售);皂洗劑 TANATERGE PURA(由拓納化學(xué)提供);氫氧化鈉等其他化學(xué)品(化學(xué)純，市售)。

1.2 纖維改性、染色和測試方法

取1 g錦綸織物和1 g棉織物模擬雙組分織物進(jìn)行改性和染色。

1.2.1 改性方法

改性劑 x g/L，NaOH y g/L，浴比1︰50。40 ℃入染，以2℃/min升溫至95℃保溫50 min。然后冷水洗后熱水洗再冷水洗，晾干待用。試驗時取1 g錦綸和1 g棉織物同浴改性或染色。

1.2.2 染色方法

活性染料0.4 g/L，三酸緩沖溶液或稱伯瑞坦-羅比森緩沖溶液(Britton-Robinson)，它由醋酸、磷酸、硼酸和氫氧化鈉按不同比例配制而成，調(diào)節(jié)染液pH值，浴比1︰50，40℃入染，以2℃/min升溫至90℃保溫30 min，然后降溫至60℃，加入10 g/L Na2CO3，保溫30 min，染畢，充分水洗。

皂洗時用皂洗劑TANATERGE PURA 2 g/L，浴比 1︰50，90 ℃處理 15 min。

1.2.3 表面色深K/S值和沾色率的測試

試樣的表面色深K/S值在Color-Eye 7000A測色儀上測定，采用D65光源和10°視角，每個試樣測量4次取平均值。

1.2.4 耐洗色牢度測試

耐洗色牢度按GB/T3921.1—1997《紡織品 色牢度試驗?zāi)拖瓷味?試驗1》測試，摩擦色牢度按GB/T 3920—1997《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取窚y試。

圖1 改性劑質(zhì)量濃度對錦綸/棉織物染色K/S值的影響Fig.1 Effects of modified agent mass concentration on K/S value of nylon/cotton fabrics

2 結(jié)果與討論

2.1 改性劑質(zhì)量濃度對錦綸和棉織物改性效果的影響

圖1為NaOH質(zhì)量濃度10 g/L，pH7染色條件下改性劑質(zhì)量濃度對改性錦綸/棉織物在K/S值的影響。由圖1可知，隨著改性劑質(zhì)量濃度的增加，雷馬素紅3BS、活性深藍(lán)B-2GLN和活性橙K-R染色棉織物的K/S值逐漸增加，當(dāng)改性劑質(zhì)量濃度分別達(dá)到6 g/L、4 g/L和6 g/L時，改性棉織物染色的K/S值基本不再增加，此時染色殘液基本澄清，說明此時染料幾乎全部上染;而隨著改性劑質(zhì)量濃度的增加，改性錦綸織物染色的K/S值幾乎沒有變化，這與染色體系的pH值有很大的關(guān)系。這是因為改性劑與棉織物的反應(yīng)程度大于錦綸織物，故在pH7的染色體系中染料對改性棉織物的親和力遠(yuǎn)大于改性錦綸織物，從而導(dǎo)致棉織物的K/S值遠(yuǎn)高于錦綸織物。考慮到改性條件和染色條件對棉和錦綸染色K/S值都有十分重要的影響，接下來將從改性時NaOH質(zhì)量濃度和染色pH值等方面對改性錦綸/棉織物的染色同色性進(jìn)行探討。

2.2 NaOH質(zhì)量濃度對改性錦綸和棉織物改性染色效果的影響

為了使改性過程中改性劑在棉織物和錦綸上的分配更加合理，染色過程中染料在棉織物和錦綸上的吸附更加均衡，本試驗探討了NaOH質(zhì)量濃度對改性錦綸/棉織物染色K/S值的影響，如表1所示。

表1 NaOH質(zhì)量濃度對改性錦綸/棉織物K/S值的影響Tab.1 Effects of NaOH mass concentration on K/S value of nylon/cotton fabrics

由表1可知，在改性劑質(zhì)量濃度為6 g/L，染色pH值為3的條件下，改性時NaOH質(zhì)量濃度對染色織物的K/S值都有較大的影響。當(dāng)NaOH質(zhì)量濃度為0時，改性棉織物的K/S值太低，不適合改性;當(dāng)NaOH質(zhì)量濃度為4 g/L時，改性棉織物的K/S值較高，但改性織物的同色性很難控制，也不適合改性;這是因為NaOH質(zhì)量濃度為0 g/L時，棉和錦綸纖維上改性劑含量較少，染色殘液的濃度較高，染料的利用率不高;NaOH質(zhì)量濃度為2 g/L時，棉和錦綸纖維上改性劑的含量增加，此時棉和錦綸的染色K/S值均增加;但NaOH質(zhì)量濃度為4 g/L時，棉和錦綸纖維上改性劑的含量進(jìn)一步增加，染浴中的染料幾乎吸盡，由于棉織物上改性劑更多，染料在棉織物上的吸附量更高，從而導(dǎo)致棉織物K/S值進(jìn)一步增加，而錦綸織物K/S反而下降。當(dāng)NaOH質(zhì)量濃度為2 g/L時，改性棉織物的K/S值也較高，雷馬素紅3BS、活性深藍(lán)B-2GLN和活性橙K-R也具有比較接近的K/S值。

2.3 染色pH值對錦綸和棉織物染色效果的影響

圖2 染色pH值對改性錦綸/棉織物K/S值的影響Fig.2 Effects of dyeing pH on K/S value of nylon/cotton fabrics

采用雷馬素紅3BS、活性深藍(lán)B-2GLN和活性橙K-R在不同pH值條件下對用2 g/L NaOH和6 g/L改性劑改性錦綸/棉織物后進(jìn)行染色，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，隨著染色pH值的增加，改性錦綸織物的K/S值逐漸降低，改性棉織物的K/S值逐漸增加。這是因為在較低的染色pH值條件下，改性錦綸織物的氨基離解成氨基正離子，錦綸織物的正電性增加，有利于染料的吸附。其中，雷馬素紅3BS在染色pH3左右時均能達(dá)到比較接近的K/S值;深藍(lán)B-2GLN和活性橙K-R在染色pH值為2時達(dá)到比較接近的K/S值。

2.4 染色工藝對錦綸和棉織物染色性能的影響

圖3為染色過程中不加Na2CO3和加Na2CO3工藝對錦綸/棉織物染色K/S值的影響。由圖3可知，與不加堿染色工藝相比，加堿染色工藝染色棉織物的K/S值有所增加，而加堿染色工藝染色錦綸織物的K/S值有所降低。這是因為不加堿染色時，染料主要與錦綸的氨基反應(yīng);加堿染色時，染料除了與錦綸的氨基反應(yīng)，還與棉纖維的羥基反應(yīng)，即加堿后促進(jìn)了活性染料與棉織物的反應(yīng)，尤其有利于活性染料與棉纖維上羥基的親核反應(yīng)。而加堿后吸附到錦綸織物上而未與之反應(yīng)的一部分活性染料在堿的作用下從纖維上脫落，導(dǎo)致加堿染色后錦綸織物的K/S值有所下降。

圖3 染色工藝對改性錦綸/棉織物K/S值的影響Fig.3 Effects of dyeing process on K/S value of nylon/cotton fabrics

表2所示為錦綸/棉織物用活性染料采用加Na2CO3和不加Na2CO3染色工藝染色后染色織物耐洗和摩擦色牢度。由表2可知，采用加Na2CO3染色工藝染色錦綸和棉織物的色牢度均有一定程度的提高。

表2 錦綸和棉織物不同染色工藝染色后的各項色牢度指標(biāo)Tab.2 The color fastness indicators of nylon/cotton fabrics after dyed by different dyeing process

2.5 改性錦綸和棉織物升溫上染速率曲線

圖4為采用6 g/L改性劑，2 g/L NaOH對錦綸和棉織物一浴改性，改性錦綸/棉織物升溫上染速率曲線。由圖4可知，隨著染色時間和染色溫度的增加，染色織物的K/S值逐漸增加。由圖4還可知，雷馬素紅3BS和活性深藍(lán)B-2GLN染色棉織物的初染速率高于錦綸，而活性橙K-R染色棉織物的初染速率低于錦綸，且活性橙K-R染色錦綸織物的K/S值在染色初始階段即達(dá)到較高值，說明活性橙K-R染色錦綸織物速率十分迅速。故在實際浸染染色時，應(yīng)嚴(yán)格控制染色升溫速度和染液的循環(huán)速率，并加入適量的勻染劑，來提高染色的均勻性，另適當(dāng)延長染色時間可促進(jìn)染色的透染性。本試驗在染色70 min時加入Na2CO3，由圖4可知，加Na2CO3后棉織物的K/S值有所增加，而錦綸織物的K/S值有所下降，這一現(xiàn)象與圖3一致。

圖4 改性錦綸/棉織物的升溫上染速率曲線Fig.4 The heating up dyeing rate curve of modified nylon/cotton fabrics

3 結(jié)論

1)活性染料雷馬素紅3BS、活性深藍(lán)B-2GLN和活性橙K-R可用于改性錦綸/棉織物的染色，當(dāng)改性劑為6 g/L，改性NaOH質(zhì)量濃度為2 g/L時，在較強(qiáng)的酸性條件下(pH3左右)染色可使染色織物可獲得較為接近的K/S值;

2)采用先在pH2的酸性條件下染色，再在堿性條件下(pH3左右)染色的先酸后堿染色工藝可使染色織物獲得更好的染色牢度;

3)改性后錦綸/棉織物的上染速率較快，實際浸染工藝中應(yīng)嚴(yán)格控制染色工藝，并添加適量勻染劑，保證染色的均勻性。

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