張滇溪

（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織學(xué)院，江蘇常州 213164）

纖維素纖維表面在水中呈現(xiàn)負(fù)電性，但棉織物染色大部分都使用陰離子染料，纖維上的負(fù)電荷與陰離子染料會(huì)有排斥反應(yīng)，所以上染率一般都很低?；钚匀玖鲜敲蘅椢锶旧凶畛Ｓ玫娜玖?，染色廢水的色度大，當(dāng)染深色時(shí)污染更加嚴(yán)重。為了提高染料的上染率，通常在染浴中加入高濃度的電解質(zhì)，如NaCl 和NaSO4等，電解質(zhì)解離出正電荷吸附在纖維表面，這樣就可以增加纖維和染料之間的親和力，從而提高染料的上染率[1]。而過多的無機(jī)鹽會(huì)導(dǎo)致活性染料的溶解性降低，且染色結(jié)束后，這些無機(jī)鹽直接排入廢水，會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。改變這種染色方式可以改善水污染，因此，從20 世紀(jì)30 年代開始，為了提高纖維素纖維與陰離子染料的直接性，科研學(xué)者提出了很多工藝方法。對纖維素纖維進(jìn)行陽離子改性以提高染色能力吸引了許多科研學(xué)者的注意[2]。

酸性染料常用來染蛋白質(zhì)纖維，一般不用于纖維素纖維染色，因?yàn)樯先韭屎艿?。酸性染料結(jié)構(gòu)上含有季銨陽離子，在酸性條件下季銨陽離子與染料結(jié)合以達(dá)到上色的目的。因此，對纖維素纖維進(jìn)行化學(xué)改性，即用含有不同活性基團(tuán)的反應(yīng)性陽離子改性劑（如活性鹵、環(huán)氧基、氨基或乙氧基）處理棉織物，與纖維素纖維形成共價(jià)鍵結(jié)合，在纖維素纖維上引入可以和酸性染料結(jié)合的陽離子基團(tuán)，纖維素纖維對酸性染料的吸附力得以提升。棉織物的陽離子改性可以擴(kuò)大纖維素纖維可用染料的范圍，如用熒光酸性染料染棉，增加了熒光纖維的品種，可滿足市場的需要，而且可以避免纖維素纖維用活性染料或直接染料染色時(shí)加入中性電解質(zhì)帶來的環(huán)境污染問題[3]。

張滇溪等[4]研究了弱酸性染料上染改性棉織物，但染色牢度較差。原因可能是：（1）改性劑性能較差，不能和染料實(shí)現(xiàn)有效結(jié)合；（2）改性工藝采用浸漬法，改性劑和棉織物結(jié)合較差。本研究對工藝進(jìn)行改進(jìn)：（1）自制陽離子改性劑；（2）使用浸軋法對棉織物進(jìn)行改性，以期提高染料的上染性能。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

材料：經(jīng)煮煉、漂白的全棉織物（30 tex，180 g/m2）；二甲胺（分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），環(huán)氧氯丙烷、二乙烯三胺（分析純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司），弱酸性黃。

儀器：JJ-1 增力電動(dòng)攪拌器、SHA-C 水浴恒溫振蕩器（金壇恒豐儀器廠），HH-S11-1 電熱恒溫水浴鍋（上海華聯(lián)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備公司恒昌儀器廠），JA2003Max200電子天平（上海精科天平），YB571Ⅱ摩擦牢度儀（溫州大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠），Color-Eye3100測色配色儀（Gretag Macbeth 公司），GYROWASH415水洗色牢度機(jī)（英國James H &Heal Co. Ltd.），DHG-9076A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）。

1.2 棉織物改性

陽離子改性劑的合成參考文獻(xiàn)[5]。

浸軋冷堆法改性工藝：改性劑120 g/L，氫氧化鈉44 g/L，浴比1∶4，兩浸兩軋，堆置16 h，充分水洗，烘干。

1.3 酸性染料染色工藝

染料用量2%，醋酸調(diào)節(jié)pH=5～6，浴比1∶20，40 ℃入染，升溫至80 ℃，染色30 min。

1.4 測試

1.4.1 上染率

采用722-n 型可見分光光度計(jì)，在所選用染料的最大吸收波長處測定染色前后染液的吸光度，按下式計(jì)算上染率：

式中，m、n分別為染色前后染液稀釋的倍數(shù)；A、A0分別為染色前后染液稀釋m、n倍后的吸光度。

1.4.2 耐皂洗色牢度

按GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取分械腂(2)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測定。根據(jù)GB/T 250—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)評(píng)定變色用灰色樣卡》和GB/T 251—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)評(píng)定沾色用灰色樣卡》進(jìn)行評(píng)級(jí)。

1.4.3 勻染性

在織物上任取10 個(gè)點(diǎn)，用測色配色儀測出表觀色深K/S 值，然后計(jì)算出平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差（Sr）。標(biāo)準(zhǔn)偏差越小，則勻染性越好。

2 結(jié)果與討論

2.1 棉織物改性工藝優(yōu)化

2.1.1 陽離子改性劑用量

由表1 可知，陽離子改性劑用量低于120 g/L 時(shí)，隨著陽離子改性劑用量的增大，K/S值逐漸增大；陽離子改性劑用量高于120 g/L時(shí)，K/S值減小，所以陽離子改性劑用量選擇120 g/L。

表1 陽離子改性劑用量對改性棉織物K/S值的影響

2.1.2 改性溫度

由表2可知，隨著改性溫度的升高，K/S值逐漸減小?？赡苁菧囟冗^高引起了改性劑水解，故改性溫度定為室溫25 ℃。

2.1.3 改性時(shí)間

改性劑與棉織物反應(yīng)完全需要一定的時(shí)間。由表3 可知，16 h 之前，隨著改性時(shí)間的延長，K/S 值增大；16 h之后，隨著改性時(shí)間的延長，K/S值變小，說明反應(yīng)已經(jīng)基本完全。確定改性時(shí)間為16 h。

2.2 上染率

染色前后染液各稀釋16倍后的吸光度如表4所示。

表4 染色前后染液各稀釋16倍后的吸光度

以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，根據(jù)表4繪制染色前后染液的吸光度曲線如圖1所示。

圖1 吸光度與波長的關(guān)系圖

由表4、圖1可以看出，染色前后染液的吸光度在波長為570 nm處達(dá)到峰值，染色前為0.701、染色后為0.140，上染率為80%。由此可以看出，棉織物在通過陽離子改性后，酸性染料可以很好的上染，且上染率較高。

2.3 棉織物的染色性能

由表5可以看出，改性棉織物的耐干摩擦色牢度與未改性棉織物的級(jí)數(shù)保持一致，但耐濕摩擦色牢度、耐皂洗色牢度較未改性棉織物下降了0.5 級(jí)。染色棉織物的標(biāo)準(zhǔn)偏差均較小，且目測染色均勻，沒有色花現(xiàn)象，說明改性棉織物的勻染性仍然較好。

表5 棉織物改性前后的染色牢度與勻染性

2.4 改性棉織物固色

為改善棉織物的染色牢度，選用無醛固色劑進(jìn)行固色實(shí)驗(yàn)。改性棉織物在含2%固色劑TF-506F的固色液中70 ℃處理30 min（浴比1∶50），水洗兩次，皂洗，烘干，色牢度結(jié)果見表6。

表6 固色前后改性棉織物的染色牢度

由表6可知，改性棉織物經(jīng)固色后，耐摩擦色牢度提高了0.5～1.0級(jí)，沾色牢度提高1.0級(jí)，達(dá)到服用要求。

3 結(jié)論

（1）改性棉織物用酸性染料染色，染料的上染率大大提高，可以節(jié)約染料；勻染性較好，耐干摩擦色牢度保持不變，但耐濕摩擦色牢度和耐皂洗色牢度下降了0.5級(jí)。

（2）棉織物改性優(yōu)化工藝：改性劑120 g/L，室溫堆置16 h。改性棉織物的酸性染料染色工藝：40 ℃入染，升溫至80 ℃，無鹽中性條件下染色30 min。

（3）經(jīng)固色處理后，改性棉織物的染色牢度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。