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        超聲輔助蘇木染料棉織物染色性能研究

        2019-10-18 03:22:30楊艷鳳胡雪敏
        染整技術(shù) 2019年6期

        楊艷鳳,胡雪敏,王 碩

        (河北科技大學(xué)紡織服裝學(xué)院,河北石家莊 050018)

        天然染料是指沒(méi)有或者極少經(jīng)過(guò)化學(xué)加工的染料,其中,植物染料是天然染料的主體[1]。隨著合成染料的出現(xiàn),天然染料由于色譜不全、色牢度較差等缺點(diǎn)而逐漸被取代[2]。但合成染料在生產(chǎn)和使用過(guò)程中會(huì)造成環(huán)境污染,消耗大量能源,對(duì)人類身體健康造成威脅。天然染料因良好的環(huán)境相容性、抗菌等優(yōu)點(diǎn)而重新受到重視[3]。

        蘇木染料是一種傳統(tǒng)的植物染料[4],其主要色素成分為蘇木素和蘇木精。花芯含有色素,色素在不同pH下提取,呈現(xiàn)不同的顏色[5-8]。以染絲綢為例,蘇木染色機(jī)理主要是蘇木中含微黃色結(jié)晶的蘇木素經(jīng)氧化后生成氧化蘇木素;由于蘇木素中與醌基相鄰的羥基在一定pH下存在離解平衡,在不同pH水溶液中會(huì)發(fā)生變色行為,加入媒染劑后與氧化蘇木素形成配合物,從而上染織物[9-10]。先前有研究表明,蘇木能夠上染包括棉在內(nèi)的多種織物[11-13],但這些染色行為都需要在較高溫度下進(jìn)行,低溫染色的報(bào)道相對(duì)較少。

        本項(xiàng)目分別采用NaCl、Na2SO4作為促染劑,明礬作為媒染劑,通過(guò)超聲輔助的方法對(duì)棉織物進(jìn)行染色,從而提高染色牢度和速率。對(duì)有無(wú)超聲輔助染色性能進(jìn)行對(duì)比,并對(duì)兩種情況進(jìn)行L9(33)正交實(shí)驗(yàn),分析溫度、浴比和時(shí)間對(duì)染色性能的影響。

        1 實(shí)驗(yàn)

        1.1 材料與儀器

        材料:純棉漂白布(50×50、144×80),蘇木,去離子水,明礬,NaCl,Na2SO4。

        儀器:DF-101 恒溫水浴鍋,加熱套,烘箱,超聲儀,摩擦牢度儀。

        1.2 染色工藝

        1.2.1 染料的提取

        將25 g蘇木剪碎,用500 mL去離子水沸煮2 h,過(guò)濾得到蘇木染液。

        1.2.2 染色流程

        同浴染色流程如下:

        先染色后媒染流程如下:

        1.3 測(cè)試

        采用UV5100 紫外-可見光分光光度計(jì)測(cè)定染液的最大吸收波長(zhǎng);采用Color i5計(jì)算機(jī)測(cè)色配色儀(美國(guó)GretagMacbeth)測(cè)定織物的K/S值;采用摩擦牢度儀(溫州大榮紡織儀器有限公司)按GB/T 29865—2013測(cè)定染色織物的耐摩擦色牢度。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 染色方法

        對(duì)不同染色方法得到的染色效果進(jìn)行比較(染液最大吸收波長(zhǎng)為555 nm,吸光度為2.147)。由表1 可以看出,先染色后媒染的純棉織物K/S值為1.12,同浴染色的棉織物K/S值為2.19。由此可見,同浴染色具有更高的染色深度,故選擇同浴染色方法。

        表1 不同染色方法的染色結(jié)果

        2.2 助劑選擇

        采用NaCl 和Na2SO4作為促染劑,染色方法采用同浴染色,其他條件均相同,染色結(jié)果見表2。當(dāng)元明粉(Na2SO4)作為促染劑時(shí),K/S值為2.48,NaCl的K/S值為2.29,元明粉作為促染劑有更高的染色深度。因此,促染劑選擇Na2SO4。

        表2 不同促染劑染色結(jié)果

        2.3 超聲輔助染色

        以明礬為媒染劑,元明粉為促染劑,采用同浴染色工藝,選取溫度、浴比、時(shí)間3個(gè)因素,每個(gè)因素選取3個(gè)水平L9(33)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn),在有超聲輔助和無(wú)超聲輔助條件下測(cè)量K/S值、耐摩擦色牢度等數(shù)據(jù),判斷溫度、時(shí)間、浴比對(duì)染色性能的影響,結(jié)果如表3 和表4所示。

        從表3可知,極差從大到小為:溫度和浴比、時(shí)間,說(shuō)明在無(wú)超聲輔助的條件下,影響顏色深度的主要因素為溫度和浴比。從表4 可知,極差從大到小為:浴比、時(shí)間、溫度,說(shuō)明在超聲輔助實(shí)驗(yàn)中,影響染色深度的主要因素為浴比,而溫度的影響最小。由此可見,超聲輔助染色能夠有效降低染色溫度。

        表3 無(wú)輔助下蘇木上染純棉織物的正交實(shí)驗(yàn)

        續(xù)表3

        表4 超聲輔助下蘇木上染純棉織物的正交實(shí)驗(yàn)

        針對(duì)上述測(cè)試結(jié)果,在30 ℃、60 min、浴比1∶30條件下對(duì)有無(wú)超聲輔助染色做單因素實(shí)驗(yàn),測(cè)試結(jié)果如圖1、表5所示。

        圖1 有無(wú)超聲輔助的K/S值曲線圖

        表5 有無(wú)超聲輔助的染色性能

        由圖1、表5可見,超聲輔助下蘇木上染純棉織物的染色效果優(yōu)于無(wú)超聲輔助(染液最大吸收波長(zhǎng)571 nm,吸光度2.280)。

        3 結(jié)論

        蘇木上染棉織物采用同浴染色,以元明粉作為促染劑。超聲輔助下蘇木上染棉織物的染色效果優(yōu)于無(wú)超聲輔助。

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