高俊+王雪燕

摘要：采用濃堿預(yù)處理與自制的陽(yáng)離子明膠蛋白助劑聯(lián)合處理苧麻織物，研究了改性苧麻織物活性染料染色的上染百分率、固色率、染色深度、染色牢度等性能。結(jié)果表明，經(jīng)濃堿預(yù)處理及陽(yáng)離子明膠蛋白助劑改性聯(lián)合處理的苧麻織物染色性能顯著提高，可實(shí)現(xiàn)活性染料無(wú)鹽低堿深濃染色。

關(guān)鍵詞：苧麻織物；活性染料；陽(yáng)離子明膠蛋白；改性；無(wú)鹽染色

中圖分類(lèi)號(hào)：TS193.8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Research on Dyeing Behaviors of Modified Ramie Fabric with Reactive Dyes

Abstract： Ramie fabric was pretreated by strong alkali， and then with self-made cationic gelatin protein. The dyeing effect of modified ramie fabric was discussed， including dye uptake， fixation yield， dyeing depth and color fastness. The results showed the pretreatment process could effectively improve the dyeing effect， and achieve dyeing with salt-free and lower alkali dosage.

Key words： ramie fabric； reactive dyes； cationic gelatin； modification； salt-free dyeing

苧麻織物是人們非常喜愛(ài)的一種天然纖維紡織品，其具有高拉伸強(qiáng)力、優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性、涼爽透氣、易于吸濕散濕以及抗菌防蛀等優(yōu)良性能。但苧麻織物結(jié)晶度和取向度高，阻礙染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，而且苧麻纖維含有大量的羥基，在水中明顯地呈負(fù)電性，使得苧麻織物與陰離子活性染料之間的靜電斥力大，若不加入足夠量的鹽，染料很難吸附上染。因此，苧麻織物染色性能明顯差于棉織物，很難染出深濃色，而且染色污染大。

為了解決這一問(wèn)題，科研工作者對(duì)苧麻纖維進(jìn)行了大量的改性研究，其中陽(yáng)離子改性備受關(guān)注。雖然目前研究的陽(yáng)離子改性劑種類(lèi)很多，但仍存在一定問(wèn)題，如：助劑的污染、助劑用量大以及改性織物的勻染性降低等問(wèn)題。生物蛋白類(lèi)助劑是一種可生物降解的環(huán)保型助劑，符合環(huán)保發(fā)展要求。

近年來(lái)本課題組研制了一種陽(yáng)離子生物蛋白助劑，該助劑改性的棉織物染色性能顯著提高。本研究將自制的陽(yáng)離子明膠蛋白助劑應(yīng)用于苧麻織物改性，探討改性條件對(duì)苧麻織物活性染料染色性能的影響，目的是顯著改善苧麻織物的染色性能，實(shí)現(xiàn)其深濃染色，并降低染色污染。

1實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)材料

苧麻織物：精練漂白后的斜紋苧麻織物，湖南株洲苧麻紡織有限公司；改性劑：自制陽(yáng)離子明膠蛋白助劑；染料：活性紅M-3B、活性嫩黃4GL、活性藏青GG、活性元青B133%、活性紅3BSN150%，浙江龍盛染料有限公司；其他試劑：氯化鈉、無(wú)水碳酸鈉、氫氧化鈉（均為分析純）。

實(shí)驗(yàn)儀器：HS高溫電腦程控染色機(jī)，江蘇南通宏大儀器廠；722型分光光度計(jì)，天津市普瑞斯儀器有限公司；X-RiteColori7分光測(cè)色儀，愛(ài)色麗公司；X571B摩擦牢度試驗(yàn)儀，溫州紡織儀器廠；SW-12耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)，無(wú)錫紡織儀器廠。

1.2苧麻織物的改性方法

實(shí)驗(yàn)工藝過(guò)程：濃堿預(yù)處理→脫堿→陽(yáng)離子改性→水洗→烘干。

1.2.1濃堿預(yù)處理工藝

苧麻織物經(jīng)過(guò)濃堿處理（NaOH200g/L，室溫處理10min，浴比1∶30）→水洗→酸洗（2g/L的冰乙酸在室溫下處理5min）→水洗→烘干。

1.2.2陽(yáng)離子明膠助劑改性工藝

陽(yáng)離子明膠蛋白18%（o.w.f），NaOH2g/L，浴比1∶30，在室溫下投入苧麻織物，50℃保溫處理40min，取出織物，進(jìn)行充分水洗、烘干。

1.3染色工藝

染色配方：

活性紅M-3B2%（o.w.f）

NaCl0～50g/L

Na2CO30～10g/L

浴比1∶30

染色工藝曲線見(jiàn)圖1。

1.4測(cè)試指標(biāo)

1.4.1上染百分率測(cè)定

采用染色殘液法進(jìn)行測(cè)定，用分光光度計(jì)在染料的最大吸收波長(zhǎng)（λmax）下，測(cè)得染色前、后殘液的吸光度值，按式1計(jì)算上染百分率。

式中：E為上染百分率；Ai為染色殘液稀釋n倍后吸光度值；A0為染色原液稀釋m倍后吸光度值。

1.4.2固色率的測(cè)定

固色率表示與纖維反應(yīng)的染料占上染的染料質(zhì)量的百分比?？椢锏墓躺视?jì)算方法為：分別測(cè)定皂洗前后染色織物的K/S值，根據(jù)式2計(jì)算染色織物的固色率。

皂洗條件為：皂粉2g/L，浴比1∶30，95℃處理10min，以去除織物上未反應(yīng)的染料。

1.4.3表觀深度測(cè)定

織物K/S值等色度指標(biāo)測(cè)定采用X-RiteColori7分光測(cè)色儀，10°視野，D65光源，試樣折疊4層，測(cè)定2次，取其平均值。

1.4.4耐摩擦色牢度的測(cè)定

按照GB/T3920—2008《紡織品色牢度實(shí)驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y(cè)試，采用GB251—2008《評(píng)定沾色用灰色樣卡》評(píng)定干、濕摩擦牢度等級(jí)。

1.4.5耐洗色牢度的測(cè)定

按照GB/T3921.3—1997《紡織品色牢度耐洗色牢度實(shí)驗(yàn)方法3》測(cè)試，然后按GB250—2008《評(píng)定變色用灰色樣卡》評(píng)定試樣的變色牢度級(jí)數(shù)，用GB251—2008《評(píng)定沾色用灰色樣卡》評(píng)定貼襯織物的沾色牢度等級(jí)。

2結(jié)果與討論

2.1改性織物染色性能

2.1.1鹽用量對(duì)染色效果的影響

改性織物與未改性織物按照1.3的實(shí)驗(yàn)處方進(jìn)行染色，改變鹽的用量，碳酸鈉用量固定為10g/L。染色結(jié)束后，按照

1.4.1測(cè)定上染百分率，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出，隨著鹽用量的增加，未改性織物的上染百分率增加，而改性織物上染百分率有所下降。說(shuō)明鹽在改性織物染色過(guò)程中起緩染作用，這是由于在未改性織物的傳統(tǒng)染色工藝中，鹽用量的增加了，屏蔽了纖維上所帶有的負(fù)電荷，降低了纖維表面的ζ電位，提高了纖維與染料的結(jié)合力，從而提高上染百分率，起到促染作用。而對(duì)于陽(yáng)離子改性織物，經(jīng)改性后織物表面的負(fù)電荷全部被屏蔽，同時(shí)織物帶有正電荷，在不加鹽的情況下，纖維表面與染料母體之間存在靜電引力作用，增加了染料的上染，而鹽的加入，氯離子與染料陰離子競(jìng)爭(zhēng)織物正電荷染座，這也間接證明改性的苧麻織物表面帶有正電荷，發(fā)生了陽(yáng)離子化改性。此外，未改性織物在鹽用量50g/L時(shí)的上染百分率仍然低于改性織物無(wú)鹽染色的上染百分率，由此說(shuō)明改性苧麻織物可以實(shí)現(xiàn)活性染料無(wú)鹽深濃染色。

2.1.2碳酸鈉用量對(duì)染色效果的影響

改性與未改性織物按照1.3進(jìn)行染色，其中未改性織物鹽用量40g/L，改性織物進(jìn)行無(wú)鹽染色，改變碳酸鈉用量。染色后，測(cè)定皂洗前后織物的K/S值，并計(jì)算固色率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

由表1可以看出，對(duì)于未改性織物而言，隨碳酸鈉用量的增加，固色率增加顯著，并且加堿與未加堿固色織物的染色深度K/S值差別較大，說(shuō)明碳酸鈉對(duì)于提高未改性織物的固色率起重要作用。而對(duì)于改性織物而言，加入少量碳酸鈉，織物K/S和固色率變化不大，但固色堿劑用量太大，織物K/S有所下降，表明改性織物固色時(shí)，可以顯著減少固色堿劑用量。綜上所述，改性織物染色時(shí)固色堿劑碳酸鈉用量確定為2g/L。

2.2改性效果評(píng)定

2.2.1處理方法對(duì)不同種類(lèi)染料吸附上染性能的影響

由圖3可以看出，對(duì)于實(shí)驗(yàn)所選擇的4種活性染料，均存在以下規(guī)律：陽(yáng)離子明膠蛋白助劑改性織物采用無(wú)鹽染色的K/S值均高于濃堿預(yù)處理織物和未改性織物加鹽染色的K/S值，而濃堿預(yù)處理與陽(yáng)離子改性聯(lián)合處理織物采用無(wú)鹽染色的K/S值最高。由此說(shuō)明，濃堿預(yù)處理與陽(yáng)離子明膠蛋白助劑改性聯(lián)合的處理方法對(duì)于提升苧麻織物的染色性能有很好的協(xié)同效果，可以實(shí)現(xiàn)苧麻織物的深濃色。

2.2.2處理方法對(duì)不同種類(lèi)染料染色織物染色牢度的影響

（表2）

由表2可知，只經(jīng)陽(yáng)離子明膠蛋白助劑改性的苧麻織物的耐摩擦色牢度與未改性織物相近或略有降低，耐洗色牢度與未改性織物相近或提高半級(jí)，原因是陰離子活性染料與改性織物上的陽(yáng)離子助劑生成不溶于水的色淀，沉積在織物上，從而提高了染色織物的耐洗色牢度。雖然耐摩擦色牢度稍有下降，但考慮到改性織物的表面染色深度比未改性織物深得多，表明陽(yáng)離子明膠蛋白助劑改性的苧麻織物耐摩擦和耐洗色牢度良好。結(jié)合圖3可知，濃堿預(yù)處理與陽(yáng)離子明膠蛋白助劑改性聯(lián)合的處理方法，不僅有利于提高陰離子活性染料的吸附上染性能，而且對(duì)于改進(jìn)染色織物的耐摩擦和耐洗色牢度有利。

2.2.3染料用量和改性劑用量對(duì)上染百分率的影響

按1.2.2所述工藝，改變陽(yáng)離子明膠的用量對(duì)織物進(jìn)行改性處理。將改性織物在不同染料用量下進(jìn)行無(wú)鹽染色，碳酸鈉用量2g/L，未改性織物按照傳統(tǒng)工藝進(jìn)行染色（鹽用量40g/L、碳酸鈉用量10g/L），染色結(jié)束后測(cè)定其上染百分率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，當(dāng)染料用量一定時(shí)，上染百分率整體上隨著陽(yáng)離子明膠用量的增加而增大，說(shuō)明織物的改性還沒(méi)有達(dá)到飽和，因此增加陽(yáng)離子用量可提高上染百分率。當(dāng)陽(yáng)離子明膠用量為5%，在染料用量大于2%時(shí)，改性織物無(wú)鹽染色達(dá)不到未改性織物傳統(tǒng)加鹽染色的效果。這說(shuō)明當(dāng)染料用量增加時(shí)，為了達(dá)到較高的得色量需要增加陽(yáng)離子明膠用量。實(shí)際應(yīng)用時(shí)可結(jié)合染色具體要求確定陽(yáng)離子明膠的用量。

2.3改性殘液用于染色織物固色處理的效果

先將棉織物按照傳統(tǒng)工藝進(jìn)行染色，然后將織物平均分為兩塊。

工藝1：染色棉織物→冷水洗→熱水洗（60℃處理20min）→冷水洗→皂洗→冷水洗→測(cè)定色牢度。

工藝2：染色棉織物→冷水洗→固色（利用殘液處理，加入3g/L的Na2CO3，60℃處理20min）→冷水洗→皂洗→冷水洗→測(cè)定色牢度。

處理結(jié)束后分別測(cè)定染色織物的摩擦及皂洗牢度，結(jié)果如表3所示。

由表3可知，經(jīng)改性殘液處理之后的染色棉織物，其耐皂洗牢度提高了半級(jí)，濕摩擦牢度有所下降。其皂洗牢度提高是因?yàn)闅埩舻年?yáng)離子明膠使水溶性的染料成為不溶性的色淀并沉積在纖維上，同時(shí)這也是織物濕摩擦牢度下降的原因。因此改性殘液可以用于織物固色，但具體工藝還需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探討。

3結(jié)論

（1）采用陽(yáng)離子明膠蛋白助劑對(duì)苧麻織物進(jìn)行改性，能明顯提高苧麻織物的染色性能，同時(shí)苧麻織物在改性前經(jīng)濃堿預(yù)處理，能增強(qiáng)改性效果，進(jìn)一步改善染色性能。

（2）苧麻織物經(jīng)聯(lián)合處理后，染色性能顯著提高，可以實(shí)現(xiàn)活性染料無(wú)鹽低堿染色，同時(shí)獲得苧麻織物深濃染色效果。

（3）本實(shí)驗(yàn)將改性殘液回收利用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：改性殘液用于棉織物固色處理，可以提高織物的耐皂洗色牢度。

作者簡(jiǎn)介：高俊，女，1992年生，碩士在讀，研究方向?yàn)榧徔椘啡旧碚摷肮に囇芯俊?/p>

作者單位：西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院。