徐 銳，王春梅，*，顧 海

(1.南通大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 南通 226019；2.南通泰慕士服裝有限公司，江蘇 如皋 226572)

苧麻纖維脫膠及染色工藝研究

徐 銳1，王春梅1，*，顧 海2

(1.南通大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 南通 226019；2.南通泰慕士服裝有限公司，江蘇 如皋 226572)

利用高效精練劑SB-3結(jié)合NaOH和H2O2對原生苧麻進行脫膠處理，優(yōu)化了苧麻纖維的脫膠工藝，并探討了苧麻纖維脫膠-染色短流程工藝。結(jié)果表明，脫膠最佳工藝為：原生苧麻先用1.5 g/L H2SO4在50 ℃浸漬處理1 h，再用5 g/L高效精練劑SB-3、2 g/L NaOH、8 g/L H2O2在80 ℃處理80 min。原生苧麻纖維脫膠完成后，加入少量除氧酶進行一道水洗，直接用活性染料染色，發(fā)現(xiàn)其染色性能與脫膠后充分水洗染色的效果相當(dāng)，既縮短了流程，又減少了能耗。

苧麻纖維；脫膠；染色；短流程

原生苧麻中含有約70%的纖維素和30%的含膠物質(zhì)，含膠物質(zhì)中以果膠和半纖維素類物質(zhì)為主[1-2]，苧麻纖維脫膠主要是去除這些含膠物質(zhì)，提高吸水性。古代苧麻脫膠工序繁雜、流程長、費時費力，隨著我國化工業(yè)和機械制造業(yè)的發(fā)展，苧麻脫膠可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。常見的苧麻脫膠工藝有：純化學(xué)脫膠法，化學(xué)-酶聯(lián)合脫膠法，化學(xué)-微生物聯(lián)合脫膠法[3]。

苧麻的結(jié)晶度、取向度比棉高，分子結(jié)構(gòu)緊密，染料滲透困難，影響染料對纖維的上染，上染率較低[4-6]，染色著色淺，色牢度差，色光萎暗[7]。為了克服苧麻纖維染色困難的問題，常規(guī)做法有：(1)充分前處理，提高苧麻纖維對染料的吸附能力；(2)篩選適宜苧麻染色的染料和助染劑，增強染料的上染能力[5]。

本文通過利用高效精練劑SB-3結(jié)合NaOH和H2O2對原生苧麻進行快速脫膠處理，優(yōu)化了苧麻纖維脫膠工藝，并探討了苧麻纖維脫膠-染色短流程工藝，實現(xiàn)了節(jié)能減排。

1 試驗部分

1.1 材料、藥品及儀器

材料：手工剝苧麻(四川梓潼林江苧麻紡織有限責(zé)任公司)

藥品：高效精練劑SB-3(南通日成紡織助劑廠)，無水硫酸鈉、氫氧化鈉、無水碳酸鈉、過氧化氫(西隴化工股份有限公司)，紡織品試驗專用皂片(上海制皂廠)，活性紅RGB、活性黃RGB、活性藍RGB(德司達(上海)貿(mào)易有限公司)，除氧酶(南通斯恩特紡織科技有限公司)。

儀器：EL303電子天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)，HHS 11-1電熱恒溫水浴鍋(上海華聯(lián)環(huán)境實驗設(shè)備公司恒昌儀器廠)，101AB-1電熱恒溫鼓風(fēng)干燥器(海門市恒昌儀器廠)，Datacolor650分光光度計(德塔顏色商貿(mào)(上海)有限公司)，PHS-3C精密pH計(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司)，GYROWAH4/5水洗/干洗色牢度試驗機(英國James H Heal公司)，WSB-3A 智能式數(shù)字白度計(溫州大榮紡織儀器有限公司)。

1.2 苧麻纖維脫膠及染色工藝

1.2.1 脫膠工藝

工藝流程：浸酸→水洗→煮練→熱水洗→冷水洗→烘干。

浸酸處方：硫酸1.5 g/L，溫度50 ℃，時間1 h，浴比1∶50。

脫膠處方：高效精練劑SB-3 1～6 g/L，NaOH 0～3.0 g/L，30%H2O22～12 g/L，溫度50～100 ℃，時間30～80 min，浴比1∶50。

1.2.2 染色工藝

工藝流程：染液配制→染色→冷水洗→皂煮→熱水洗→冷水洗→烘干

染色處方：活性染料3%(owf)，Na2SO440 g/L，Na2CO310 g/L，溫度60 ℃，固色時間30 min，浴比1∶40。

染色工藝曲線：

皂煮工藝：皂片2 g/L，溫度90 ℃，時間20 min，浴比1∶50。

1.2.3 脫膠-染色短流程工藝

對試樣進行脫膠處理，處理完畢后排空處理液，擠干試樣，按1∶50浴比將其投入60 ℃溫水中，加入少量除氧酶，處理20 min，排空處理液，擠干試樣，再對其進行染色處理，烘干，待測。

1.3 測試方法

1.3.1 失重率

將原麻試樣在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥器中100 ℃烘至恒重，迅速將試樣放入干燥器中冷卻，再用電子天平稱其重量。然后對苧麻纖維進行脫膠處理，將處理后的苧麻纖維試樣烘至恒重，在干燥器中冷卻后稱重。失重率按下式計算：

1.3.2 白度

苧麻纖維白度按照GB 5885-86《苧麻纖維白度試驗方法》測定。

1.3.3 染色深度

使用Datacolor650分光光度計對染色的苧麻纖維試樣進行測試，用K/S值來表示染色深度。

1.3.4 耐皂洗牢度

參照GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》方法C(3)進行測定。

2 結(jié)果和分析

2.1 苧麻纖維脫膠工藝的優(yōu)化

2.1.1 浸酸預(yù)處理對脫膠效果的影響

對原麻進行浸酸預(yù)處理，并設(shè)置浸水空白對照試樣和無預(yù)處理空白對照試樣。對3個試樣進行脫膠處理，再分別用3%(owf)活性紅RGB對其進行染色，處理后的苧麻纖維試樣性能見表1。

從表1中可以看出，采用相同的脫膠、染色工藝，經(jīng)過酸預(yù)處理后，纖維手感柔軟，白度好且染色得色較深。浸酸能使苧麻在煮練之前，先把部分膠質(zhì)水解去除，能夠有效地減輕后續(xù)煮練工序的負(fù)擔(dān)，提高苧麻脫膠的效率。

表1 浸酸預(yù)處理對苧麻纖維脫膠性能的影響

2.1.2 精練劑用量對脫膠效果的影響

原麻浸酸處理后對其進行脫膠處理，固定NaOH 2 g/L，30%H2O215 g/L，處理時間90 min，處理溫度90 ℃，改變精練劑用量，測試其脫膠性能，然后再分別對其進行染色，測試K/S值，測試結(jié)果見表2。

表2 精練劑用量對苧麻纖維脫膠性能的影響

高效精練劑SB-3有良好的潤濕、凈洗和乳化作用，能使堿迅速滲透到纖維的內(nèi)部，去除原生苧麻中的果膠、蠟質(zhì)等雜質(zhì)，提高纖維的吸水性。從表2可以看出，隨著精練劑用量從1 g/L增加到5 g/L，失重率及K/S值不斷提高，當(dāng)精練劑用量在5 g/L時，手感也變得柔軟，精練劑用量超過到4 g/L時，白度值變化不大，且趨于穩(wěn)定。綜合考慮手感、失重率及K/S值，選擇精練劑用量5 g/L。

2.1.3 H2O2用量對脫膠效果的影響

其他條件不變，改變H2O2用量，測得的結(jié)果見表3。

表3 H2O2用量對苧麻纖維脫膠性能的影響

從表3可知，H2O2用量從2 g/L增加到6 g/L時，纖維的白度、失重率和K/S值都逐漸增加，之后增加H2O2用量指標(biāo)沒有明顯變化，但考慮到纖維手感，當(dāng)用量到8 g/L時，纖維手感柔軟，綜合考慮，選擇H2O2用量8 g/L。

2.1.4 NaOH用量對脫膠效果的影響

其他條件不變，改變NaOH用量，測得的結(jié)果見表4。

表4 NaOH用量對苧麻纖維脫膠性能的影響

燒堿是脫膠的主要試劑，從表4可以看出堿的用量增加，纖維白度、手感、失重率和K/S值隨之增加，當(dāng)燒堿濃度為2.0 g/L時，脫膠效果較好。因此，選擇燒堿濃度2.0 g/L。

2.1.5 處理時間對脫膠效果的影響

其他條件不變，改變處理時間，測得的結(jié)果見表5。

表5 處理時間對苧麻纖維脫膠性能的影響

由表5可知，隨著處理時間延長至80 min，苧麻纖維白度、手感、失重率及K/S值都有所提高，當(dāng)處理時間延長120 min時，纖維白度、失重率、K/S值變化很小。因此，選擇處理時間80 min。

2.1.6 處理溫度對脫膠效果的影響

其他條件不變，改變處理溫度，測得的結(jié)果見表6。

表6 處理溫度對苧麻纖維脫膠性能的影響

從表6可以看出，隨著處理溫度的增加，纖維的白度逐漸增加，手感也變得柔軟，但當(dāng)處理溫度增加到80 ℃時，纖維白度、手感、失重率均到達比較好的效果，染色色深K/S值差異不大，綜合考慮，選擇處理溫度在80 ℃左右。

2.2 苧麻纖維脫膠-染色短流程工藝的優(yōu)化

2.2.1 苧麻纖維脫膠-染色短流程工藝比較

對原麻試樣進行浸酸預(yù)處理，按照3.1苧麻纖維脫膠最優(yōu)工藝對苧麻進行脫膠處理。處理后分成4組，分別進行下面4種工藝，染色時選用活性紅RGB進行染色，不同短流程工藝的染色效果見表7。

工藝①：脫膠處理后，處理液不倒出，降溫至60 ℃直接在處理液中加入染料染色，Na2SO4的用量為40 g/L，不加Na2CO3染色(測試染浴pH值已超過11)。

工藝②：脫膠處理后，排空處理液，將試樣擠干后，再投入到配制好的染浴中染色，Na2SO4的用量為40 g/L，不加Na2CO3染色(測試染浴pH值約為11)。

工藝③：脫膠處理后，排空處理液，將處理的纖維試樣擠干投入60 ℃溫水中，加入除氧酶處理20 min，再吸取一定量的染液加入到處理液中，Na2SO4的用量為40 g/L，不加Na2CO3染色(測試染浴pH值約為11)。

工藝④：脫膠處理后，排空處理液，將處理的纖維試樣擠干，投入60 ℃溫水中，加入除氧酶處理20 min，再次排空處理液，將纖維試樣擠干投入到配好的染液中染色，Na2SO4的用量為40 g/L，用Na2CO3溶液將染浴pH值調(diào)至10.5左右染色。

表7 苧麻纖維脫膠及染色短流程工藝比較

從表7中可以看出，經(jīng)過工藝①處理的苧麻纖維色深值很低，染料幾乎不能上染，這是由于脫膠溶液中含有的化學(xué)物質(zhì)較多，體系復(fù)雜，溶液中含有H2O2，能與色素發(fā)色團的雙鍵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，起到消色的作用，而且此時染浴pH值很高，染料水解嚴(yán)重，所以色深值很低。工藝②的深色值有所提高，因為纖維表面的H2O2含量下降，染料能部分上染，但由于纖維表面仍然帶有H2O2，且染浴pH值仍然較高，水解染料較多，所以色深值較低。苧麻纖維經(jīng)過工藝③處理后，較工藝②的色深值有所增加，盡管染浴中的H2O2含量很低，但因其染浴pH值仍然較高，染料易發(fā)生水解，上染率不高，色深值較低，與常規(guī)工藝有較大差異。苧麻纖維經(jīng)過工藝④的短流程處理后，色深值較高，耐皂洗牢度優(yōu)良，與常規(guī)工藝相當(dāng)。

2.2.2 脫膠-染色短流程工藝與常規(guī)工藝比較

按照工藝④流程，對原苧麻進行脫膠及染色短流程處理，分別選擇活性黃RGB、活性紅RGB、活性藍RGB對其進行染色，染色完畢后測試其染色性能，并與經(jīng)過常規(guī)脫膠后染色的苧麻纖維進行比較，結(jié)果見表8。

表8 苧麻脫膠及染色短流程與常規(guī)工藝的比較

從表8中可以看出，3種染料在脫膠及染色短流程工藝中的色深值與常規(guī)工藝相當(dāng)，皂洗牢度也較好，達到了常規(guī)工藝中的牢度。在脫膠完成后加入少量除氧酶并進行一道水洗，直接用活性染料染色，堿的用量明顯減少，而且縮短了流程，減少了水的消耗，節(jié)約能源。

3 結(jié)論

(1)浸酸是苧麻纖維脫膠處理的重要工序之一，能使苧麻在煮練之前，先把部分膠質(zhì)水解去除，減輕煮練工藝的負(fù)擔(dān)，提高煮練的效率。

(2)苧麻纖維脫膠的最佳工藝為：高效精練SB-3用量為5 g/L，NaOH用量為2 g/L，30%H2O2用量為8 g/L，處理時間為80 min，處理溫度為80 ℃，浴比為1∶50，最佳工藝較傳統(tǒng)脫膠工藝降低了煮練的溫度，減少能耗。

(3)苧麻纖維脫膠-染色短流程最佳工藝為：脫膠處理后，排空處理液，將處理的纖維試樣擠干投入60 ℃溫水中，加入除氧酶處理20 min，再次排空處理液，將纖維試樣擠干投入到配好的染液中染色。較常規(guī)脫膠和染色工藝，堿的用量明顯減少，而且縮短了流程，減少了水的消耗，節(jié)約能源。

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Research on Degumming and Dyeing Process of Ramie Fiber

XU Rui1, WANG Chun-mei1,*, GU Hai2

(1.School of Textile and Clothing, Nantong University, Nantong 226019, China; 2. Nantong Times Clothing Co. Ltd., Rugao 226572, China)

Degumming treatment of ramie fiber was carried out by using high-efficiency scouring agent SB-3, NaOH and H2O2. The degumming process of ramie fiber was optimized. The short-flow process of degumming and dyeing of ramie fiber was studied. The optimum process condition was as follows: ramie fiber was pretreated with 1.5 g/L H2SO4at 50 ℃ for 1 h, then scoured with 5 g/L SB-3, 2 g/L NaOH and 8 g/L H2O2at 80 ℃ for 80 min. After the degumming process of the original ramie fiber, little deoxidizing enzyme was added to take one step wash, the degummed ramie fiber was dyed with reactive dyes directly. Compared with the process of dyeing after degumming and adequate washing, it was found that two processes had similar dyeing properties. And the short-flow process could shorten the process and reduce energy consumption.

ramie fiber; degumming; dyeing; short-flow process

2017-07-02；

2017-07-04

徐 銳(1994-)，男，本科，研究方向：紡織品生態(tài)染整，E-mail:1398959885@qq.com。

*通信作者：王春梅(1967-)，女，博士，教授，研究方向：紡織品生態(tài)染整，E-mail:w.cmei@ntu.cn。

TS190.5

B

1673-0356(2017)08-0007-04