戴樺根 曹穎 劉會

（嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院嘉興 浙江嘉興 314001）

0 前言

尿素又名脲，是二氧化碳與氨在180℃-200℃大氣壓下的產(chǎn)物。尿素為白色晶體或者粉末，有潮解性，以1∶1溶于水，溶液呈弱堿性。尿素在紡織印染中可以做有機(jī)溶劑，用于溶解染料；也可以做吸濕劑，印染過程吸收蒸汽中的水分以利于染料充分與纖維起化學(xué)作用固著；亦可以做纖維膨脹劑等其他助劑。

活性染料色譜齊全，濕牢度高，手感柔軟，是印花過程中的主要染料，在各種織物上廣泛應(yīng)用。目前大多數(shù)印花企業(yè)采用全料法工藝，因此尿素的用量非常大。我國《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個(gè)五年計(jì)劃綱要》明確提出氨氮減排10%的目標(biāo)，因此市場需要無尿素或低尿素的新型染料和固色系統(tǒng)。

除了以公害對策基本法、大氣污染防止法、水質(zhì)污染防止法等為基礎(chǔ)的公害防止措施外，隨著對地球環(huán)保意識的提高，作為造成水質(zhì)污染（富營養(yǎng)化）物質(zhì)，即氮、磷系化合物，減少其用量已成為染色工業(yè)的課題。

尤其是，為了促進(jìn)染料溶解和上染，在必須使用大量尿素的一氯三嗪型活性染料印花工廠中，減少尿素用量已成為當(dāng)務(wù)之急的課題。在工業(yè)上氣蒸處理前對印花織物補(bǔ)充水分和用尿素替代物，作為降低尿素用量的一種措施已在進(jìn)行試驗(yàn)。

本文通過篩選出的各種助劑替代尿素對真絲綢進(jìn)行單色和拼色印花，通過測試織物的K/S值、色差、色牢度和輪廓清晰度，找出能夠替代尿素，相對效果較好的助劑。

1 課題的研究背景及意義

本次試驗(yàn)是在傳統(tǒng)活性印花染料的基礎(chǔ)上，對其吸濕劑的削減或者完全不用尿素，減少環(huán)境的污染，做到真正的環(huán)保綠色印花。

1.1 尿素的作用機(jī)理

在活性染料印花中，尿素是一種必不可少的助劑。尿素是吸濕劑，吸濕量可達(dá)24.4%。它又是助溶劑，用于調(diào)制染料，幫助溶解、穩(wěn)定色漿。它對活性染料的主要作用有以下三點(diǎn)：(1)活性染料分子中，雖然有親水的磺酸基團(tuán)，已經(jīng)具有良好的溶解性，但由于印花制漿時(shí)，染料用量相應(yīng)較高，而且浴比小，所以用尿素助溶還是需要的。(2)在活性染料印花后熱固時(shí)，尿素通過吸濕作用，促進(jìn)纖維膨化，有利于染料的滲透，提高吸濕量。對熱固型的活性染料的得色效果比較顯著。(3)為色漿中的水分保留劑。一般尿素的最低用量為1%。當(dāng)染料用量超過1%時(shí)，尿素用量與染料相等，或者再增加3%-5%。

1.2 削減尿素用量的方法

削減尿素用量的方法有：采用取代物質(zhì)、活性染料二相法印花、控制印花織物的濕度、無尿素的二浴冷軋堆染色法。但本試驗(yàn)是采用取代物質(zhì)的方法削減尿素或替代尿素。

2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1 試驗(yàn)材料 試劑 儀器

織物：真絲綢。

替代劑：尿素（工業(yè)）、甘油、三甘醇、四甘醇、雙氰胺、已內(nèi)酰胺、1/10GC。

染料：活性艷紅K-2G、活性黃M-3R、活性藍(lán)K-BD、活性藏青K-BF。

助劑：防染鹽S、碳酸氫鈉（分析純）、碳酸鈉（分析純）、液堿、氫氧化鈉、海藻酸鈉（工業(yè)）。

儀器：電子天平、恒溫水浴鍋、磁棒印花機(jī)、針板烘干機(jī)、高溫高壓蒸化機(jī)、小樣烘干機(jī)、計(jì)算機(jī)測配色儀。

2.2 工藝處方

數(shù)量（%）50 X 5 3成分8%海藻酸鈉水尿素/替代劑活性染料碳酸氫鈉防染鹽S 2.5 1

2.3 原糊的調(diào)制

比例：海藻酸鈉 8g+水 92ml

具體操作過程：量取92ml水于250ml燒杯中，加熱至80℃。將預(yù)先稱好的海藻酸鈉分多次撒入熱水中，邊撒邊攪拌，撒完后繼續(xù)攪拌30min，呈半透明糊狀為止，得到原糊。

2.4 色漿的調(diào)制

事先在19.25ml的水中溶解尿素（或其他的替代劑）和防染鹽S，再溶解活性染料得到混合液，過濾到25g的原糊中，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，最后在臨用前加入堿劑。

2.5 工藝流程

調(diào)漿→印花→烘干→汽蒸（102~104℃，8min）→水洗→烘干→測色

3 測試方法

3.1 K/S值

用計(jì)算機(jī)測色配色儀測定印花后的織物的K/S值。表達(dá)式：（K/S）λ=（1-Rλ）2/2Rλ

3.2 色差

用計(jì)算機(jī)測色配色儀測定織物染色后的△E

3.3 耐摩擦牢度

參照GB／T 3920-1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y試用灰色樣卡評定干摩擦布和濕摩擦布的沾色級數(shù)。

3.4 粘度值

用數(shù)字式粘度計(jì)NDJ-8S測定色漿的粘度

4 結(jié)果與討論

4.1 尿素與替代劑對真絲綢活性染料單個(gè)染料印花品性能的影響

這些試劑在理論上可以當(dāng)作吸濕劑，因此把這些吸濕劑按照工業(yè)上的用量替代尿素，調(diào)制色漿后對真絲綢進(jìn)行活性染料印花，印花后與尿素相比得出以下數(shù)據(jù)：

表1 不同替代劑對真絲綢活性染料單色印花品K/S值的影響

表2 不同替代劑對真絲綢活性染料單色印花品△E的影響

從表1中可以看出三甘醇和甘油的K/S值是最接近尿素的K/S值，說明從得色量上看三甘醇和甘油是比較接近尿素的。

從表2中可以看出三甘醇和甘油的△E是最小的，說明三甘醇和甘油是比較接近尿素的且優(yōu)于其他四種吸濕劑。

4.2 尿素分別與甘油和三甘醇混合替代劑對真絲綢活性染料單個(gè)染料印花品性能的影響

根據(jù)第一個(gè)試驗(yàn)，我們得出甘油和三甘醇的替代效果比較好，但是和傳統(tǒng)工藝尿素相比還是有一定的差距，因此將尿素分別與甘油和三甘醇混合作為替代劑，研究對真絲綢活性染料單個(gè)染料印花品性能的影響。

取尿素和甘油的混合比例分別為75%∶25%、50%∶50%、25%∶75%、15%∶85%、5%∶95%，調(diào)制色漿后對真絲綢進(jìn)行活性燃料印花,印花后并與尿素相比得出以下數(shù)據(jù):

表3 尿素和甘油的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品K/S值的影響

表4 尿素和甘油的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品△E的影響

表5 尿素和甘油的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品l,a,b的影響

綜合從表3、4中可以看出，當(dāng)甘油替代尿素的比例為25%~85%時(shí)效果還好，但是規(guī)律性不強(qiáng)，無法判斷具體是哪個(gè)比例效果最好，最接近尿素，除此之外，從K/S值上看，有幾個(gè)比例的值高于尿素，說明這幾個(gè)比例的替代劑的得色量明顯高于尿素。

取尿素和三甘醇的混合比例分別為75%∶25%、50%∶50%、25%∶75%、15%∶85%、5%∶95%，調(diào)制色漿后對真絲綢進(jìn)行活性燃料印花，印花后并與尿素相比得出以下數(shù)據(jù)：

表6 尿素和三甘醇的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品K/S值的影響

表7 尿素和三甘醇的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品△E的影響

表8 尿素和三甘醇的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品l,a,b的影響

綜合從表6、7中可以看出，三甘醇和甘油的替代效果差不多，當(dāng)三甘醇替代尿素的比例為25%~85%時(shí)效果還好。從K/S值上看，有幾個(gè)比例的值高于尿素，其中對于活性黃M-3R來說，任何比例的K/S值都高于尿素，說明其替代劑的得色量明顯高于尿素。

4.3 階段性研究成果

傳統(tǒng)真絲綢印花蒸化使用的尿素可以采用三甘醇和甘油削減或者替代，其最佳削減的比例和替代劑的最佳使用量需要在后續(xù)研究中確定。

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