摘 要：采用殼聚糖對(duì)腈綸纖維進(jìn)行陽(yáng)離子改性實(shí)驗(yàn)，使腈綸纖維帶上正電荷。改善了腈綸纖維上染率差等問(wèn)題，有效提高了腈綸對(duì)染料的吸附性能。本文從研究陰離子性的天然染料上染陽(yáng)離子改性腈綸的角度探討天然染料上染改性腈綸的可能性，以及確定如何用殼聚糖對(duì)腈綸織物進(jìn)行改性的工藝。

關(guān)鍵詞：殼聚糖;腈綸織物;改性;天然染料

腈綸纖維具有與羊毛纖維相似的優(yōu)點(diǎn)，有彈性，柔軟，具有很好的保暖性能。纖維強(qiáng)度在22.1到48.5cN/tex，比羊毛高一倍到兩倍。且日曬牢度好，不易被酸性條件腐蝕，抗氧化，但耐堿性能較差[1]。其染色織物具有不易掉色，色彩艷麗等特點(diǎn)。腈綸纖維通常能夠代替一部分羊毛進(jìn)行腈毛混紡，可以大大降低織物的生產(chǎn)成本。但是傳統(tǒng)的聚丙烯腈纖維染色用染料及染色方法與羊毛差異過(guò)大，腈毛混紡織物的染色存在較大問(wèn)題[2]。為了解決腈綸和羊毛混紡織物不能用常規(guī)方法染色這一問(wèn)題，所以對(duì)腈綸織物進(jìn)行改性。本文研究了殼聚糖對(duì)腈綸纖維進(jìn)行改性之后與羊毛同浴染色的工藝。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 殼聚糖改性方法

用3.0%的乙酸水溶液作為溶劑，配制5.0%的殼聚糖乙酸溶液，并加入4g/L的磷酸氫鈉，腈綸織物經(jīng)堿水解后浸漬在殼聚糖乙酸溶液中[3]，浴比為1：20。

采用一浸一軋法：浸漬溫度85℃，浸漬時(shí)間20min。后用小軋車(chē)軋壓，軋余率為70%，之后用烘箱80℃下預(yù)烘2min，再在140℃下烘培60s，然后用60℃的熱水進(jìn)行水洗，最后100℃烘干，得到殼聚糖改性的腈綸織物。

1.2 靛藍(lán)改性方法

采用濃硫酸對(duì)天然靛藍(lán)進(jìn)行改性，根據(jù)丁思佳[4]在植物靛藍(lán)改性及對(duì)羊毛的染色工藝中的改性方法：將天然靛藍(lán)與不同體積的濃硫酸進(jìn)行混合（85℃，2h），再經(jīng)過(guò)稀釋、堿中和、鹽析、抽濾、洗滌等步驟后，測(cè)量不同濃度的濃硫酸對(duì)應(yīng)的最大吸收波長(zhǎng)，確定使用濃硫酸的體積。

1.3 染色工藝

將抽濾所得的改性靛藍(lán)加水稀釋成濃度為2%（o.w.f）的染料水溶液，加入10%（o.w.f）的（NH4）2SO4，控制染液pH=6，浴比1：50。常溫時(shí)將織物投入染液，以3℃/min的升溫速率將染液溫度升到90℃，保溫一個(gè)小時(shí)后水洗晾干。

2 結(jié)果與討論

2.1 腈綸改性殼聚糖濃度對(duì)上染百分率的影響

用不同濃度的殼聚糖乙酸溶液對(duì)腈綸纖維進(jìn)行改性，黃冠橋在腈綸殼聚糖改性及其染色性能研究[5]中發(fā)現(xiàn)，上染百分率呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)。這是由于殼聚糖為大分子，在溶液中的溶解度有限，越多的殼聚糖溶解在溶液中會(huì)加大溶液的黏度，溶液的黏度越大，越不利于上染百分率的提高，所以上染百分率在4.0%時(shí)達(dá)到最大，之后開(kāi)始下降。因此改性腈綸的殼聚糖溶液濃度以4.0%為最佳。

2.2 腈綸改性浸漬溫度對(duì)上染百分率的影響

隨著浸漬溫度的升高，染料的上染百分率呈現(xiàn)一種先上升后下降的趨勢(shì)，在溫度約為85℃時(shí)上染百分率達(dá)到最高。因?yàn)檫@時(shí)更多的殼聚糖能夠進(jìn)入腈綸纖維大分子進(jìn)行反應(yīng)，溫度低于85℃時(shí)，大量的殼聚糖中只有一少部分能夠進(jìn)入纖維，其余大部分只能在纖維表面發(fā)生反應(yīng)。溫度高于85℃時(shí)，殼聚糖與纖維發(fā)生的反應(yīng)減少，上染百分率開(kāi)始下降。因此浸漬溫度85℃為宜。

2.3 腈綸改性浸漬時(shí)間對(duì)上染百分率的影響

改變浸漬時(shí)間，對(duì)織物的上染百分率進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：上染百分率逐漸升高，到30min左右為最高，然后逐漸下降。當(dāng)浸漬時(shí)間為10min時(shí)，腈綸表面陽(yáng)離子基團(tuán)較少，隨著浸漬時(shí)間的逐漸增加，腈綸織物上的陽(yáng)離子基團(tuán)也逐漸增加，染色效果增強(qiáng);在30min時(shí)織物的陽(yáng)離子基團(tuán)數(shù)目最多，與染液中異性基團(tuán)反應(yīng)的最多;當(dāng)浸漬時(shí)間超過(guò)30min之后，纖維上的陽(yáng)離子基團(tuán)逐漸被反應(yīng)，使纖維上與染料陰離子相互結(jié)合的陽(yáng)離子數(shù)目減少，上染百分率降低。因此，浸漬時(shí)間在30min時(shí)為最佳。

2.4 腈綸改性烘培溫度對(duì)上染百分率的影響

改變烘培溫度，對(duì)織物的上染百分率進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：上染百分率隨著溫度的升高快速增大，當(dāng)烘培溫度為140℃上染百分率達(dá)到最大，溫度繼續(xù)升高，上染百分率又很快下降。這是因?yàn)橹挥羞_(dá)到一定溫度的條件下，殼聚糖和腈綸纖維才會(huì)發(fā)生反應(yīng)，但是溫度過(guò)高也會(huì)損傷纖維。所以，焙烘溫度為140℃時(shí)，上染百分率最高。

2.5 腈綸改性烘培時(shí)間對(duì)上染百分率的影響

改變烘培時(shí)間，對(duì)織物的上染百分率研究發(fā)現(xiàn)：隨著焙烘時(shí)間的增加，腈綸織物的上染百分率逐漸增加，在時(shí)間為60s時(shí)達(dá)到最高，之后逐漸下降。因?yàn)榉磻?yīng)達(dá)到平衡時(shí)需要時(shí)間，在60s時(shí)剛好到達(dá)反應(yīng)平衡，烘培時(shí)間過(guò)長(zhǎng)反而會(huì)損傷織物，使之上染百分率有所下降。因此，烘培時(shí)間在60s時(shí)為最佳。

3 研究進(jìn)展與展望

3.1 研究進(jìn)展

由殼聚糖改性后的腈綸織物可被改性天然靛藍(lán)染料染色，并且在上文中討論了最佳的改性條件。最佳的改性工藝條件：

以濃度為4.0%的殼聚糖乙酸溶液對(duì)腈綸織物進(jìn)行改性，在浴比為1：20的條件下，采用一浸一軋（軋余率70%）后，在80℃條件下烘干120s，之后進(jìn)行焙烘（時(shí)間60s，溫度140℃），然后60℃熱水洗、烘干。

將改性天然靛藍(lán)染料上染至改性腈綸的原理是因?yàn)闅ぞ厶菍㈦婢]織物上原有的陰離子基團(tuán)改性成了帶有氨基的陽(yáng)離子基團(tuán)，而改性天然靛藍(lán)染料分子中（下轉(zhuǎn)第94頁(yè)）（上接第92頁(yè)）含有磺酸基等陰離子基團(tuán)，改性天然靛藍(lán)染料上的陰離子基團(tuán)與改性腈綸織物上的陽(yáng)離子基團(tuán)相結(jié)合從而使染料能夠上染纖維。

3.2 發(fā)展與展望

天然染料的原料都是來(lái)自大自然中的各種物質(zhì)，絕大多數(shù)的原料都能夠經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再生，并且資源豐富。天然染料安全環(huán)保，具有大自然芳香氣味，且因其對(duì)人體無(wú)害，無(wú)刺激性更深得人們喜愛(ài)。相信天然染料即將將會(huì)成為染料工業(yè)的主流。

腈綸織物因?yàn)槠湫阅芘c羊毛接近也逐漸引起人們重視，但是由于腈綸織物染色困難并不被廣泛應(yīng)用。但是經(jīng)殼聚糖改性后的腈綸織物含有陽(yáng)離子基團(tuán)，可被所有帶有陰離子的染料染色，解決了其染色困難的問(wèn)題。

用天然染料染色的改性腈綸織物，具有天然染料的無(wú)刺激性，對(duì)人體健康等特點(diǎn)，還有腈綸原本的柔軟，蓬松等特點(diǎn)。天然染料與腈綸織物都具有其良好性能，兩者相結(jié)合必定能在今后的紡織行業(yè)中引起足夠的重視，滿足人們更多的需求，具有很大的發(fā)展意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡再生，纖維化學(xué)與物理[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2009： 265-272.

[2]劉群，丁斌，關(guān)昶，王海東，等.活性染料對(duì)殼聚糖改性腈綸的染色與動(dòng)力學(xué)研究[J].毛紡科技，2016（5）：41-44.

[3]郝鳳嶺，丁斌，劉群，等.酸性染料對(duì)殼聚糖改性腈綸的染色[J].毛紡科技，2015（06）：56-60.

[4]丁思佳，王建明，宋江彬.天然染料靛藍(lán)改性及對(duì)羊毛染色工藝研究[J].毛紡科技，2016.01：33-36.

[5]黃冠橋，周玉瑩，董鑫磊，等.腈綸殼聚糖改性及其染色性能研究[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，34（003）：1-4.

作者簡(jiǎn)介：

嚴(yán)曉慧（1985- ），女，2011年7月畢業(yè)于德國(guó)羅伊特林根大學(xué)，碩士，工作單位：遼東學(xué)院，講師，研究方向：紡織品功能整理。