錢(qián)欣歆++陳紅藝+白剛

摘 要：該文以氯化鑭稀土作為媒染劑，研究胭脂蟲(chóng)紅色素真絲織物生態(tài)媒染染色性能，探討pH值、媒染劑用量、媒染方式對(duì)上染百分率和K/S值影響，并測(cè)定皂洗牢度和日曬牢度。研究結(jié)果表明，氯化鑭具有較強(qiáng)的配位絡(luò)合作用，與胭脂蟲(chóng)紅色素和纖維形成絡(luò)合結(jié)構(gòu)，顯著提高上染百分率和K/S值，染色織物皂洗牢度和日曬牢度均達(dá)到4級(jí)。最佳染色工藝為氯化鮮鑭用量1 g/L，pH=4，浴比50∶1，采用同媒染色。

關(guān)鍵詞：胭脂蟲(chóng)紅色素 真絲 染色

中圖分類(lèi)號(hào)：TS19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）12（c）-0088-04

胭脂蟲(chóng)紅色素是從寄生在仙人掌上的胭脂蟲(chóng)雌蟲(chóng)體內(nèi)提取的一種天然蒽醌類(lèi)色素，可生物降解，綠色環(huán)保，滿(mǎn)足人們健康環(huán)保的消費(fèi)理念，受到人們的關(guān)注和青睞[1-3]。

天然染料對(duì)纖維親和力較小，得色量較低、染色牢度較差，染色時(shí)一般需要使用媒染劑來(lái)提高染色牢度[4]。傳統(tǒng)媒染劑大多含重金屬離子，對(duì)環(huán)境造成破壞，違背了天然染料染色利于生態(tài)環(huán)保的初衷[5]。稀土離子具有特殊的4f電子層結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的絡(luò)合作用，稀土作為媒染劑可使染料和纖維形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，增強(qiáng)染料和纖維的結(jié)合力，提高染色深度和牢度[6-7]。

該文采用氯化鑭稀土作為媒染劑，用于真絲織物胭脂蟲(chóng)紅色素染色中，可提高天然染料染色牢度，避免對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)發(fā)展生態(tài)染整加工具有積極和現(xiàn)實(shí)意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料和儀器

材料：真絲織物（浙江富利達(dá)絲綢印染有限公司），胭脂蟲(chóng)紅色素（鄭州鴻祥化工有限公司），氯化鑭（天津大茂化學(xué)試劑廠(chǎng)），乙酸（浙江省蘭溪市屹達(dá)化工試劑有限公司），氫氧化鈉（浙江省蘭溪市屹達(dá)化工試劑有限公司）。

儀器：UV-2450分光光度計(jì)（日本島津公司），Datacolor

SF 600電腦測(cè)色配色儀（美國(guó)DATACOLOR公司），Q-Sun日曬色牢度試驗(yàn)機(jī)（美國(guó)Q-Lab公司），SW-12皂洗牢度試驗(yàn)儀（寧波紡織儀器廠(chǎng)）。

1.2 染色工藝曲線(xiàn)

1.2.1 前媒法

前媒法染色工藝如圖1所示。

1.2.2 同媒法

同媒法染色工藝如圖2所示。

1.2.3 后媒法

后媒法染色工藝如圖3所示。

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 上染百分率的測(cè)定

使用UV-2450分光光度測(cè)定染色殘液吸光度，按式（1）計(jì)算上染百分率。

（1）

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

1.3.2 K/S值的測(cè)定

使用Datacolor SF 600測(cè)色儀測(cè)定試樣K/S值。

1.3.3 皂洗牢度的測(cè)定

按GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》測(cè)定染色試樣皂洗牢度。

1.3.4 耐光牢度的測(cè)定

按照GB/T 8427-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐日曬色牢度》測(cè)定染色試樣日曬牢度。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH值對(duì)染色效果的影響

胭脂蟲(chóng)紅色素用量2%owf，氯化鑭濃度1 g/L，浴比50∶1，pH分別為4、5、6、7、8、9，按圖1工藝進(jìn)行染色，測(cè)定上染百分率和K/S值，結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，pH值對(duì)上染百分率和K/S值有較大影響，均隨pH值增大而減小，這是由于酸性條件下有利于稀土離子與胭脂蟲(chóng)紅色素發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，促進(jìn)色素上染。在蠶絲纖維等電點(diǎn)（約為5.0）以下時(shí)，pH越低，氨基質(zhì)子化數(shù)量也越多，胭脂蟲(chóng)紅色素與纖維間靜電引力加強(qiáng)，發(fā)生在色素分子、稀土和纖維之間的絡(luò)合反應(yīng)也超強(qiáng)。

2.2 媒染劑用量對(duì)染色效果的影響

胭脂蟲(chóng)紅色素用量2%owf，pH=4，浴比50∶1，氯化鑭用量分別為0.5、1、1.5、2 g/L，按照?qǐng)D1工藝進(jìn)行染色，測(cè)定上染百分率和K/S值，結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，染色中加入稀土能顯著提高上染百分率和K/S值。這是因?yàn)橄⊥辆哂休^強(qiáng)的配位絡(luò)合作用，能與胭脂蟲(chóng)紅色素中的羧基、羥基形成多元絡(luò)合，染色時(shí)形成胭脂蟲(chóng)紅色素—稀土—纖維的絡(luò)合結(jié)構(gòu)，使上染百分率提高。當(dāng)稀土用量達(dá)到1 g/L后，上染百分率達(dá)到最大，繼續(xù)增加稀土用量，上染百分率基本保持不變，甚至有變小的趨勢(shì)，這是因?yàn)樵陔僦x(chóng)紅色素、纖維、稀土之間有一定的絡(luò)合比，存在飽和值，當(dāng)稀土用量過(guò)多時(shí)，會(huì)造成稀土和色素團(tuán)聚而發(fā)生沉淀，不利于上染。

2.3 媒染方式的選擇

胭脂蟲(chóng)紅色素用量2%owf，pH=4，浴比50∶1，氯化鑭用量1 g/L，分別按圖1前媒法、圖2同媒法和圖3后媒法進(jìn)行染色，染色結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3可以看出，同媒法染色效果最好，上染百分率和K/S值較大，其次為前媒法，后媒法染色效果最差，可能是由于同媒染色時(shí)媒染劑更容易和胭脂蟲(chóng)紅色素發(fā)生絡(luò)合。

2.4 上染速率曲線(xiàn)

胭脂蟲(chóng)紅色素用量2%owf，氯化鑭用量1 g/L，pH=4，浴比50∶1，按照?qǐng)D2染色工藝進(jìn)行染色，測(cè)定上染速率曲線(xiàn)，并與空白試樣對(duì)比，結(jié)果如圖4所示，其動(dòng)力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表4。

從圖4和表4可以看出，胭脂蟲(chóng)紅色素染浴中加入媒染劑氯化鑭后使得上染速率加快，半染時(shí)間縮短，平衡吸附量顯著增大。上染速率快慢與色素對(duì)纖維的親和力大小有關(guān)，天然染料染色時(shí)一般需要加媒染劑來(lái)提高染料對(duì)纖維的親和力。加入媒染劑后使纖維表面正電荷增加，從而增強(qiáng)色素陰離子與纖維間的吸附作用。此外，稀土離子作為架橋配位體，有助于胭脂蟲(chóng)紅色素分子與纖維之間形成配價(jià)鍵，使得上染速率加快，平衡吸附量增加。

2.5 染色牢度

胭脂蟲(chóng)紅色素用量2%owf，氯化鑭用量1 g/L，pH=4，浴比50∶1，按照?qǐng)D2工藝對(duì)真絲織物進(jìn)行染色，并測(cè)定染色織物的皂洗牢度和日曬牢度，并與空白試樣進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5可以看出，稀土作為媒染劑在胭脂蟲(chóng)紅色素染真絲織物時(shí)，皂洗牢度可提高1～2級(jí)，日曬牢度提高1級(jí)。稀土能在胭脂蟲(chóng)紅色素分子、纖維、媒染劑之間形成共價(jià)鍵，生成不溶性的絡(luò)合體，從而提高染色牢度。

2.6 胭脂蟲(chóng)紅色素染色提升性

氯化鑭用量1 g/L，胭脂蟲(chóng)紅色素用量分別為0.1，0.5，1，1.5，2，4，6，8，10，12，14，16%owf，pH=4，浴比50∶1，按圖2染色工藝染色，以染液濃度為橫坐標(biāo)，纖維上染料濃度為縱坐標(biāo)制作染色提升性曲線(xiàn)，結(jié)果如圖5所示。

由圖5可以看出，在色素用量低于8%owf時(shí)，染色提升性曲線(xiàn)幾乎呈直線(xiàn)，纖維上色素濃度隨色素用量增加而增加。當(dāng)色素用量超過(guò)8%owf時(shí)，曲線(xiàn)斜率逐漸變小，當(dāng)色素用量超過(guò)12%owf時(shí)，纖維上色素濃度不再隨色素用量增加而明顯增加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，胭脂蟲(chóng)紅色素染色提升性較好，可用于真絲織物中深色染色。

3 結(jié)語(yǔ)

胭脂蟲(chóng)紅色素對(duì)真絲織物進(jìn)行染色時(shí)，加入氯化鑭稀土，能顯著提高上染百分率和K/S值，并以同媒法染色效果最好，染色織物皂洗牢度和耐光牢度也有明顯提高。最佳染色工藝為氯化鑭用量1 g/L，pH=4，浴比50∶1，染色織物皂洗牢度和日曬牢度均達(dá)到4級(jí)。以稀土作為媒染劑，用于胭脂蟲(chóng)紅色素對(duì)真絲織物染色，符合當(dāng)前綠色環(huán)保生態(tài)紡織品加工要求，應(yīng)用前景廣闊。

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