陳何卿，陳 旭，管永銀，周 龍，沈 虹，任 煜，姚理榮，王春梅

（1.南通大學紡織服裝學院，江蘇南通 226019；2.新鳳鳴集團湖州中石科技有限公司，浙江湖州 313000）

滌綸常規(guī)分散染料染色是將水作為染色介質(zhì)，染色時需要加入分散劑等助劑，染色后還要對染色織物進行還原清洗，去除織物表面的浮色和低聚物，會產(chǎn)生大量的廢水。因此，分散染料的無水染色技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注，出現(xiàn)了多種新的加工技術(shù)［1-4］。溶劑染色具有生產(chǎn)效率高、能源消耗低等優(yōu)點，不存在污水處理問題，而且溶劑染色技術(shù)不需要使用超臨界流體染色所需的昂貴高壓設(shè)備，現(xiàn)有染色設(shè)備稍加改造就可滿足溶劑染色的需要。溶劑染色還有一個重要的優(yōu)點就是可以解決滌綸織物染色時的低聚物問題，但溶劑染色也存在費用高、溶劑回收麻煩以及溶劑毒性等問題［5-6］。

低共熔溶劑（deep eutectic solvents，DES）作為一種綠色和安全的溶劑［7-8］，不具有揮發(fā)性，比較容易回收和回用，是一種潛在的、可用于分散染料溶劑染色的新型染色介質(zhì)［9］。本研究以氯化膽堿與乙二醇組成的DES 為染色介質(zhì)，探討了滌綸分散染料染色工藝及染色效果。

1 實驗

1.1 材料與儀器

織物：滌綸經(jīng)編針織物。試劑：雅特隆紅玉SWD、雅特隆黃棕SWD、雅特隆深藍SWD（上海雅運紡織化工有限公司），分散劑NNO（江蘇海安石油化工有限公司），氯化膽堿（上海笛柏生物科技有限公司），乙二醇、磷酸二氫銨、連二亞硫酸鈉（西隴化工股份有限公司），醋酸、氫氧化鈉（國藥集團化學試劑有限公司。儀器：EL303 型電子天平［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］，PHS-3C 型精密pH 計（上海儀電科學儀器股份有限公司），IR-12SM 型紅外線試色機（廈門瑞比精密機械有限公司），101AB-1 型電熱恒溫鼓風干燥機（海門市恒昌儀器廠），TU-1901型雙光束紫外-可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司），Datacolor SF650 型測色配色儀［德塔顏色商貿(mào)（上海）有限公司］，YSS-02 型熨燙升華色牢度試驗儀（浙江德清縣儀器廠），TG 209 F3型熱重分析儀（德國NETZSCH 公司）。

1.2 DES 的制備

稱取一定量氯化膽堿，并按照物質(zhì)的量比稱取相應(yīng)的乙二醇，一起加入燒杯中，在密封、80 ℃條件下用磁力攪拌器加熱攪拌，直至形成澄清透明的DES，冷卻。

1.3 分散染料染色

以水為介質(zhì)的常規(guī)染色工藝配方：分散染料2%（omf），分散劑NNO 1 g/L，磷酸二氫銨2 g/L，醋酸調(diào)節(jié)pH 為4～5，浴比50∶1。

以DES 為介質(zhì)的溶劑染色工藝配方：分散染料2%（omf），浴比50∶1。

染色工藝曲線如下所示：

續(xù)缸染色：根據(jù)染色浴比和剩余染液的量，計算出續(xù)染滌綸織物的質(zhì)量，再重復染色2次。

還原清洗：以水為介質(zhì)的染色織物，浴比30∶1，保險粉2 g/L，氫氧化鈉2 g/L，80 ℃還原清洗10 min，水洗、烘干。溶劑染色織物不進行還原清洗。

1.4 測試

1.4.1 染料吸收光譜曲線

采用雙光束紫外-可見分光光度計，在波長350～800 nm 內(nèi)測試溶劑染色前后染料的吸收光譜曲線。

1.4.2 染色滌綸K/S值

采用測色配色儀測定，測試光源為D65，10°視角，測試4次，取平均值。

1.4.3 耐干熱色牢度

按照GB/T 5718—1997《紡織品 色牢度試驗 耐干熱（熱壓除外）色牢度》，在150 ℃熱處理30 s，用測色配色儀測定變色與沾色牢度。

1.4.4 染色織物的熱穩(wěn)定性

采用熱重分析儀在氮氣氛圍下測試染色滌綸的熱穩(wěn)定性，測試溫度范圍為40～800 ℃，升溫速度為20 ℃/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶劑染色效果的影響因素

2.1.1 氯化膽堿與乙二醇物質(zhì)的量比［n（氯化膽堿）∶n（乙二醇）］

按n（氯化膽堿）∶n（乙二醇）=1∶1、1∶2、1∶3 分別制成DES，在130 ℃染色30 min，不添加染料續(xù)缸染色3次，測得染色織物的K/S值如表1所示。

表1 n（氯化膽堿）∶n（乙二醇）對染色織物K/S值的影響

由表1 可以看出，以氯化膽堿與乙二醇組成的DES 為染色介質(zhì)，在不添加染料的情況下續(xù)缸染色3次，仍然可以獲得一定的顏色，說明分散染料在DES中的溶解度較大，染料在滌綸織物上的上染率較低；隨著DES 中乙二醇比例的增加，第1 次染色織物的K/S值逐漸下降。實驗過程中發(fā)現(xiàn)，氯化膽堿與乙二醇按物質(zhì)的量1∶1 混合，在80 ℃下攪拌30 min，形成澄清透明溶液，但冷卻后會有晶體析出，不能在室溫下形成穩(wěn)定的DES。所以選取氯化膽堿與乙二醇物質(zhì)的量比為1∶2。

2.1.2 染色溫度

以氯化膽堿與乙二醇物質(zhì)的量比1∶2 所制得的DES 為介質(zhì)，在不同染色溫度下染色30 min，按照1.3的方法進行續(xù)缸染色，滌綸織物的K/S值如表2所示。由表2 可以看出，隨著染色溫度的升高，染色滌綸織物的得色量逐漸增加，但120、130 ℃時染色織物的K/S值差異不大。

表2 染色溫度對染色織物K/S值的影響

2.1.3 染色時間

以氯化膽堿與乙二醇物質(zhì)的量比1∶2 所制得的DES 為介質(zhì)，按照1.3 的方法進行續(xù)缸染色，在120 ℃下染色不同時間，滌綸織物的K/S值如表3所示。

表3 染色時間對染色織物K/S值的影響

由表3 可以看出，隨著染色時間的延長，K/S值隨之增大，但染色時間超過40 min，染色基本達到平衡，K/S值基本不變。

2.1.4 pH

為了考察pH 對染色效果的影響，以氯化膽堿與乙二醇物質(zhì)的量比1∶2 所制得的DES 為介質(zhì)，用醋酸將染浴pH 調(diào)至4～5 和不調(diào)pH（近中性）分別進行溶劑染色，按照1.3 的方法在120 ℃染色40 min，測得染色滌綸的K/S值如表4 所示。由表4 可以看出，染液在pH 為4～5 時，染色滌綸的K/S值要高于染液在中性時染色滌綸的K/S值。

表4 pH 對染色織物K/S值的影響

2.1.5 浴比

其他條件不變，降低浴比對滌綸進行染色，測得染色織物的K/S值如表5 所示。由表5 可以看出，隨著染色浴比的降低，染色織物的K/S值增大。

2.2 溶劑染色前后染料的吸收光譜

3 種分散染料染色前后的吸收光譜如圖1 所示。由圖1 可以看出，染色前后雅特隆紅玉SWD 染液的最大吸收波長都在532 nm，雅特隆黃棕SWD 染液的最大吸收波長分別在430、433 nm，而雅特隆深藍SWD 染液的最大吸收波長由染色前的580 nm 變化至571 nm。3 種染料在溶劑染色前后對光的吸收特性未發(fā)生明顯改變，說明氯化膽堿與乙二醇組成的DES 對3種染料的結(jié)構(gòu)沒有影響。

圖1 溶劑染色前后染料的吸收光譜

2.3 染色滌綸的耐干熱色牢度

DES 和水相染色滌綸織物的耐干熱色牢度如表6所示。

表6 DES 和水相染色滌綸織物的耐干熱色牢度

按照1.3 的方法，分別以氯化膽堿與乙二醇物質(zhì)的量比1∶2 所制得的DES 和水為介質(zhì)，在浴比30∶1、120 ℃的條件下染色40 min。由表6 可以看出，水相染色織物的K/S值比DES 染色高得多，但水相和DES 染色滌綸織物的耐干熱色牢度沒有明顯差異，均較好。

2.4 染色滌綸的熱穩(wěn)定性

圖2 為3 種染料水相染色和溶劑染色滌綸織物的TG 圖。由圖2 可以看出，3 種染料水相染色與DES染色滌綸織物的熱穩(wěn)定性相近，水相染色與DES 染色織物的分解都開始于416 ℃左右，終止分解溫度為501.1 ℃，且在800 ℃下的殘?zhí)柯氏嗖畈⒉淮螅虼艘月然憠A與乙二醇組成的DES 為介質(zhì)染色滌綸，對滌綸熱穩(wěn)定性的影響不大。

圖2 溶劑與水相染色織物的TG 圖

3 結(jié)論

（1）以氯化膽堿與乙二醇物質(zhì)的量比1∶2 所制得的DES，可作為分散染料雅特隆紅玉SWD、雅特隆黃棕SWD 和雅特隆深藍SWD 的染色介質(zhì)，較優(yōu)的染色條件為：染色溫度120 ℃、染色時間40 min、染浴pH 4～5，降低浴比可提高得色量。

（2）與傳統(tǒng)的水相染色相比，以DES 為介質(zhì)續(xù)缸染色3 次仍然可獲得色澤，但首次染色織物的K/S值比水相染色低得多。以DES 為介質(zhì)，染色前后染料的最大吸收波長基本不變。

（3）DES 染色與水相染色滌綸的耐干熱色牢度與熱穩(wěn)定性相似。