陳 壘，楊 恒，郭 琦，李武龍，陳益平

（河南工程學院材料與化學工程學院，河南鄭州 450007）

滌綸因具有強度高、耐磨性好、易洗快干和保形性優(yōu)異等優(yōu)點而深受人們的青睞。在滌綸機織物高溫高壓卷染加工過程中，退漿和染色是兩個必須的工序[1-2]。滌綸機織物在紡織織造過程中添加了很多油劑和漿料，所以在染色前必須進行退漿處理，退漿需要在堿性條件下進行[3]，而染色一般在弱酸性條件下進行，因此滌綸機織物常規(guī)的退漿和染色是兩個獨立的工序，不僅耗時、耗能、生產成本高，而且不符合節(jié)能減排的綠色環(huán)保理念[4]。為了簡化工藝、節(jié)約能源、降低生產成本，耐堿分散染料被研發(fā)出來，為滌綸織物退漿染色一浴處理[5-6]提供了條件，在滌綸織物堿性染色、堿減量與染色一浴等方面已經有所應用[7-11]。

本實驗采用耐堿分散藏青HA和氫氧化鈉對滌綸織物進行退漿和染色一浴處理，探究了各染色因素對滌綸失重率、強力損失率和染色性能的影響。

1 實驗

1.1 材料與儀器

織物：滌塔夫（55.6 dtex×83.3 dtex，單位面積質量93 g/m2，市售）。藥品：氫氧化鈉和十二烷基苯磺酸鈉（天津德恩化學試劑有限公司），分散藏青HA（上海安諾其紡織化工股份有限公司），標準合成洗滌劑（上海市紡織工業(yè)技術監(jiān)督所）。

儀器：IR-24S紅外線高溫染色機、定型烘干機（上海一派印染技術有限公司），Y571N摩擦色牢度儀、HD026H電子織物強力儀（南通宏大實驗儀器有限公司），SW-12A耐洗色牢度試驗機（溫州方圓儀器有限公司），Color-Eye 7000A測色儀（美國愛色麗公司），Quanta 250掃描電子顯微鏡（捷克FEI公司）。

1.2 滌綸退漿染色一浴處理

分散藏青HA用量x，NaOH用量y，十二烷基苯磺酸鈉用量z，浴比1∶50，于室溫25℃入染，以2℃/min加熱升溫至80℃，之后以1℃/min升溫至所需溫度，保溫處理一定時間，以3℃/min降溫至70℃，水洗后處理，染畢。

1.3 測試

失重率：實驗前稱量滌綸原布的質量m1，退漿和染色一浴實驗后，用清水洗去布面上的染液和各種雜質，在烘箱中105℃烘1 h后在分析天平上快速稱重m2，按下式計算失重率：

表觀色深（K/S值）：采用D65光源和10°觀察角，在測色儀上測定，每個試樣測4次取平均值。

斷裂強力：按GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》在電子織物強力儀上測定，按下式計算強力損失率：

其中，N1為滌綸織物退漿與染色一浴處理前的拉伸斷裂強力；N2為滌綸織物退漿與染色一浴處理后的拉伸斷裂強力。

耐皂洗和耐摩擦色牢度分別按照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》和GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》進行測試。

SEM：將樣品處理成合適大小后放置在樣品臺，在真空狀態(tài)下放入濺射儀中鍍金，采用掃描電子顯微鏡在不同放大倍率下對樣品表面的物質進行微觀成像，測試時加速電壓為15.00 kV。

2 結果與討論

2.1 滌綸織物K/S值和失重率的影響因素

2.1.1 溫度

由圖1可看出，隨著溫度的升高，滌綸織物的K/S值逐漸增大：在90℃時為1左右，在100～130℃時增加迅速。這是因為滌綸屬于熱塑性纖維，在較低溫度下纖維結構穩(wěn)定，染料不易進入纖維內部上染，所以K/S值增加緩慢；隨著溫度的升高，纖維的大分子鏈段運動加劇，纖維膨化，空隙增大，有利于染料向纖維內部滲透擴散完成上染，所以K/S值增加迅速。由圖1還可知，滌綸織物的失重率在100～120℃時基本不變，當溫度為130℃時，失重率達到4%。這是因為滌綸織物上的漿料為聚丙烯酸類（PA），在90℃時就有較好的去除效果，當溫度升高至130℃時，滌綸大分子鏈段運動劇烈，堿液更容易滲透到纖維間隙與漿料充分接觸發(fā)生反應，更好地去除漿料；同時，隨著溫度的升高，OH-的動能增大，與PA接觸反應更加劇烈，對漿料的去除效果更明顯，所以失重率迅速增大。綜合考慮，處理溫度選擇130℃。

圖1 溫度對滌綸織物K/S值和失重率的影響

2.1.2 保溫時間

由圖2可知，隨著保溫時間的延長，滌綸織物的K/S值逐漸增大，保溫50 min時基本達到染色平衡。這是因為染料上染纖維需要一定的時間，隨著時間的延長，染料逐漸向纖維內部滲透擴散發(fā)生反應，逐漸達到染料的吸附飽和值，繼續(xù)延長處理時間對K/S值幾乎無影響，K/S值趨于平衡。由圖2還可知，隨著保溫時間的延長，滌綸織物的失重率緩慢增大。這是因為滌綸織物表面的大部分PA漿料在升溫階段可較好地去除，所以隨著保溫時間的延長變化不大，若保溫時間過長，在強堿性條件下OH-動能增大，逐漸與滌綸纖維的大分子鏈段發(fā)生反應，使織物產生“堿剝皮”，從而導致織物的失重率增加，造成纖維強力下降，因此保溫時間不宜過長，綜合考慮，保溫時間選擇60 min。

圖2 保溫時間對滌綸織物K/S值和失重率的影響

2.1.3 氫氧化鈉用量

由圖3可知，隨著NaOH用量的增加，滌綸織物的K/S值保持穩(wěn)定，幾乎不受影響。在一定NaOH用量范圍內，分散藏青HA結構穩(wěn)定不易被破壞，滌綸織物染色性能不受影響，這說明分散藏青HA是一種耐堿性較強的染料，可在堿性條件下進行染色。由圖3還可知，隨著NaOH用量的增加，滌綸織物的失重率逐漸增大。這是因為大部分PA漿料在較低NaOH用量時就可以較好地被去除，所以失重率增加較快；在NaOH用量為0.25～1.00 g/L時，漿料基本被去除；繼續(xù)增加NaOH用量，染浴中的OH-增多，纖維吸附的堿量增多，滌綸纖維自外向內發(fā)生水解，產生“堿剝皮”現(xiàn)象，且隨著NaOH用量的增大效果越明顯，所以滌綸織物的失重率變大，同時織物強力下降，應嚴格控制NaOH用量。綜合考慮，NaOH用量選擇1 g/L。

圖3 NaOH用量對滌綸織物K/S值和失重率的影響

2.1.4 十二烷基苯磺酸鈉用量

由圖4可知，加入十二烷基苯磺酸鈉前后，滌綸織物的K/S值和失重率基本不發(fā)生變化，且隨著其用量的增加保持穩(wěn)定。這是因為十二烷基苯磺酸鈉作為一種凈洗劑，對滌綸織物的K/S值影響較小；而PA漿料在較高溫度和適宜時間條件下即可被很好地去除，所以失重率基本不受十二烷基苯磺酸鈉用量的影響?？紤]到滌綸織物油劑的充分去除，可加入0.5 g/L十二烷基苯磺酸鈉。

圖4 十二烷基苯磺酸鈉用量對滌綸織物K/S值和失重率的影響

2.1.5 染料用量

由圖5可知，隨著染料用量的增加，滌綸織物的K/S值不斷增大，增大速率逐漸變緩，在3%時達到平衡穩(wěn)定值不再變化。這說明染料在一定用量范圍內具有較好的提升性能，這是因為隨著染料用量的增大，纖維上吸附的染料量逐漸增多，所以K/S值逐漸增大，但是纖維吸附染料的能力有限，達到飽和值之后K/S值不再隨染料用量的增加而增大，而是逐漸趨于平衡。由圖5還可知，隨著染料用量的增加，滌綸織物的失重率基本不變，這說明染料用量對滌綸織物的退漿失重率沒有影響，所以可以根據(jù)染色需要選擇適宜的染料用量。

圖5 染料用量對滌綸織物K/S值和失重率的影響

2.2 織物性能

2.2.1 染色牢度和強力

由表1可知，滌綸織物經退漿染色一浴處理后，耐皂洗和耐摩擦色牢度都在4～5級以上，具有優(yōu)良的染色牢度，而強力下降6.4%，總體來看可以達到很好的服用性能要求。

表1 滌綸織物染色牢度和強力指標

2.2.2 掃描電鏡

由圖6可知，在未處理滌綸織物纖維的表面上附著有較多的PA漿料，而經過退漿染色一浴處理之后，纖維上的漿料被很好地去除，纖維表面變得比較光滑，這說明滌綸織物可以在堿性條件下進行退漿染色一浴處理。

圖6 滌綸織物的SEM圖（×5 000）

3 結論

（1）分散藏青HA用量為1%(omf)時，滌綸織物退漿與染色一浴處理優(yōu)化工藝為：NaOH 1 g/L，十二烷基苯磺酸鈉0.5 g/L，130℃保溫60 min。該工藝可使滌綸獲得5.3%的失重率和較好的染色性能，織物強力損失率為6.4%。

（2）耐堿性分散染料HA可以在堿性條件下對滌綸進行退漿染色一浴處理，達到縮短工藝流程、節(jié)能省時的效果，滌綸纖維上的PA漿料可以被很好地去除，且染色牢度均達到4～5級以上，滿足服用要求。