真絲綢活性染料無鹽染色

高曉紅，賈雪平

(南通大學(xué) a.紡織服裝學(xué)院；b.化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南通 226019)

真絲綢活性染料無鹽染色

高曉紅a，賈雪平b

(南通大學(xué) a.紡織服裝學(xué)院；b.化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南通 226019)

真絲綢通過陽離子改性劑改性后，在蠶絲纖維上引入陽離子性基團(tuán)，可大大提高活性染料對真絲織物的上染率和固色率。研究確定了真絲綢改性的最佳工藝為：改性劑用量10 g/L，改性時間30 min，改性溫度60 ℃，改性pH9.0；真絲綢用活性染料雅格素黃N-SR無鹽染色的最佳工藝：染色pH7.5，沸染50 min。改性染色后絲綢的各項(xiàng)牢度較好，染色深度明顯增加。

活性染料；真絲綢；無鹽染色

近年來，對絲綢進(jìn)行活性染料染色的研究報(bào)道較多，其染色皂洗牢度可以達(dá)到4～5級，但目前采用的活性染料染色幾乎都需要在堿性條件下固色。由于絲綢帶有大量的負(fù)電荷，而堿性條件下染料也帶負(fù)電，使得活性染料對絲綢的直接上染率、固色率很低，染料的利用率也較低，還會加重對環(huán)境的污染[1]。為提高絲綢用活性染料染色的上染率和固色率，對絲綢進(jìn)行陽離子改性或接枝陰離子改性，然后用帶相反電荷的染料進(jìn)行染色，可大幅度提高改性絲綢染色的上染率和固色率，不過這種染色方法仍然需要使用鹽作促染劑，并且其固色率和上染率仍然有提升的空間[1-5]。

活性染料染色用鹽通常是指食鹽或元明粉，它們最大的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是對環(huán)境污染嚴(yán)重、用量大。隨著對生態(tài)要求日益提高，上述2種鹽的應(yīng)用將受到限制[6]。許多研究證明，經(jīng)過適當(dāng)化學(xué)改性后，絲綢纖維可以顯著提高對陰離子染料的結(jié)合能力。例如在一定條件下，季銨化或胺化后的絲綢纖維具有陽離子基，活性染料的上染百分率大為提高，甚至可以達(dá)到100 %，可無鹽染色[7-8]。

本研究從真絲綢的陽離子改性著手，分析了改性劑用量、pH值、溫度、時間及染色溫度、pH值、保溫時間等對真絲綢改性及無鹽染色效果的影響，并測試了真絲綢改性染色后的各項(xiàng)性能。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料及藥品

材料：11206電力紡(市售)。

藥品：氫氧化鈉(分析純)、無水硫酸鈉(分析純)、碳酸鈉(分析純)、冰醋酸(化學(xué)純)、改性劑(自制)、雅格素黃N-SR(上海雅運(yùn)染料有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 真絲綢的改性

改性工藝配方及條件：改性劑質(zhì)量濃度量x g/L，時間y min，浴比為50∶1，pH 5～11。

工藝流程：按配方配好改性液，室溫下加入真絲綢，以1 ℃/min的升溫速率升至60 ℃，保溫30 min，取出，水洗至中性。

1.2.2 活性染料對真絲綢染色

常規(guī)染色工藝配方及條件：染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)2 %(對織物重)，無水硫酸鈉50 g/L，浴比50∶1，pH 7～8。

常規(guī)染色工藝流程：室溫浸染→升溫至90 ℃→保溫60 min→取出、皂煮、水洗、晾干。

無鹽染色工藝配方及條件：染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)2 %(對織物重)，浴比50∶1，pH 7～8。

無鹽染色工藝流程：室溫浸染→升溫至90 ℃→保溫60 min→取出、皂煮、水洗、晾干。

1.3 測試方法

1.3.1 活性染料上染率、固著率和總固著率的測試

上染率E表示上染到纖維上的染料(包括與纖維鍵合和未鍵合的染料)占投入到染浴中染料總量的百分率，由測定染色前后染液的吸光度計(jì)算：

式(1)中：m、n分別為染色前、后染液稀釋倍數(shù)；A0、A1為染色前、后染液稀釋m、n倍后的吸光度。

然后按式(2)計(jì)算固著率：

總固著率T指與纖維鍵合的染料占投入到染浴中的染料總量的百分比。先測出上染率和固著率，然后按式(3)計(jì)算總固著率：

1.3.2 K/S值及L、a、b值的測試

將染色后的真絲綢晾干后，把待測織物折疊為8層，在Color-Eye 3100型電腦測配色儀上測其K/S值及L、a、b值。

1.3.3 耐洗牢度、摩擦牢度的測定

耐洗牢度和摩擦牢度分別按GB/T 3921.1－1997《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐洗色牢度：試驗(yàn)1》測定和GB/T 3920－1997《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》測定。

2 結(jié)果與討論

固著率F表示和纖維鍵合的染料占上染到纖維上的染料總量的百分比。將染色后的織物一半用于皂煮，一半烘干，將皂煮后的織物洗凈烘干后，應(yīng)用Color-Eye 3100型測色配色儀，測各pH值下、皂煮前后的染色織物的K/S值。

2.1 絲綢改性

2.1.1 改性劑質(zhì)量濃度的影響

保持改性液的pH值為9.0，改性時間40 min，改性溫度70 ℃，改變改性劑質(zhì)量濃度，改性后的絲綢再用雅格素黃N-SR對其在90 ℃、pH7～8下染60 min。染色結(jié)果如表1所示。

表1 改性劑質(zhì)量濃度的影響Tab.1 Inf l uence of modif i er dosage

由表1可知，不加改性劑時，總固色率僅為46.2 %；在改性劑質(zhì)量濃度為0～10 g/L時候，上染率、固色率、總固色率都隨改性劑質(zhì)量濃度的增加而上升，當(dāng)改性劑質(zhì)量濃度為10 g/L時，上染率達(dá)到98.34 %，固色率達(dá)到98.63 %，總固色率達(dá)到96.99 %；之后上染率幾乎維持不變，固色率和總固色率甚至有向下波動的情況。這是因?yàn)楦男詣┵|(zhì)量濃度為10 g/L是改性劑與絲綢結(jié)合的飽和點(diǎn)，達(dá)到這個飽和點(diǎn)后，絲綢纖維表面幾乎改性完全，此時絲綢纖維的上染率達(dá)最高點(diǎn)，以后基本不變，固色率和總固色率也達(dá)到最佳點(diǎn)；一旦超過，如多余的改性劑在染色前未徹底清除，反而影響了活性染料與絲綢的結(jié)合程度，最終影響了絲綢的固色率。表1中L、a、b值基本保持不變，說明改性劑質(zhì)量濃度對絲綢的色光影響不大。綜上所述，絲綢最佳改性劑質(zhì)量濃度為10 g/L。

2.1.2 改性時間的影響

保持改性液的pH值為9.0，改性劑質(zhì)量濃度為10 g/L，改性溫度70 ℃，改變改性時間，改性后的絲綢再用雅格素黃N-SR在90 ℃、pH7～8下染60 min。染色結(jié)果如表2所示。

由表2可知，改性時間在5～30 min之間時，上染率、固色率、總固色率都隨改性劑時間延長而上升，當(dāng)改性時間超過30 min時，上染率、固色率和總固色率甚至有向下波動情況。這是因?yàn)楦男詴r間為30 min時，改性劑與絲綢結(jié)合達(dá)到飽和，絲綢纖維表面幾乎全部改性，絲綢纖維的上染率開始到達(dá)最高點(diǎn)，而此時固色率和總固色率也達(dá)到最佳點(diǎn)；一旦超過，未徹底清除的改性劑阻礙染料的上染，影響活性染料與絲綢的結(jié)合程度，最終影響了絲綢的固色率。表2中L、a、b值基本保持不變，說明改性時間對絲綢的色差影響不大。綜上所述，絲綢最佳改性時間為30 min。

2.1.3 改性溫度的影響

保持改性液的pH值為9.0，改性劑質(zhì)量濃度10 g/L，改性時間30 min，改變改性溫度，改性后的絲綢再用雅格素黃N-SR在90 ℃、pH7～8下染60 min。染色結(jié)果如表3所示。

由表3可知，改性溫度在40～60 ℃之間時，上染率、固色率、總固色率都隨改性溫度的升高而上升，當(dāng)改性溫度為60 ℃時，上染率達(dá)到99.35 %，固色率達(dá)到98.72 %，總固色率達(dá)到98.08 %，之后基本維持不變。這是因?yàn)闇囟壬仙梢源龠M(jìn)改性劑與絲綢纖維間的結(jié)合，從而提高上染率、固色率和總固色率。表3中L、a、b值基本保持不變，說明改性溫度對絲綢的色差影響不大。綜上所述，改性最佳溫度為60 ℃。

2.1.4 改性pH值的影響

保持改性時間為30 min，改性劑質(zhì)量濃度為10 g/L，改性溫度70 ℃，改變改性pH值，改性后的絲綢再用雅格素黃N-SR在90 ℃、pH7～8下染60 min。染色結(jié)果如表4所示。

由表4可知，改性pH值為5.0～9.0時，上染率、固色率、總固色率都隨改性pH值的增加而上升，當(dāng)改性pH值為9.0時，上染率達(dá)到99.51 %，固色率達(dá)到98.24 %，總固色率達(dá)到96.10 %，之后基本維持不變。同時，表4中L、a、b值的數(shù)據(jù)也反映了改性pH值對絲綢的色光影響不大。綜上所述，改性的最佳pH值為9.0。

2.2 絲綢活性染料無鹽染色

絲綢改性后，絲綢表面帶大量的正電荷，和染料陰離子發(fā)生離子鍵結(jié)合。絲綢按上述工藝改性后，以染色pH值、染色時間、染色溫度為3個因素，設(shè)計(jì)真絲綢無鹽染色的正交試驗(yàn)，以K/S值和總固色率為指標(biāo)，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

據(jù)表5可知，對K/S值和總固色率的影響順序均為：染色溫度＞染色pH值＞染色保溫時間，真絲綢用活性染料雅格素黃N-SR無鹽染色的最佳工藝為染色pH7.5，沸染50 min。

表2 改性時間的影響Tab.2 Inf l uence of modif i ed time

表3 改性溫度的影響Tab.3 Inf l uence of modif i ed temperature

表4 改性pH值的影響Tab.4 Inf l uence of modif i ed pH value

表5 真絲綢無鹽染色正交實(shí)驗(yàn)Tab.5 Orthogonal experiments of salt-free dyeing for silks

2.3 性能測試

由表6中可知，改性后絲綢織物的K/S值較未改性的明顯提高，即絲綢改性后再用活性染料雅格素黃N-SR染色，染色深度增加，摩擦牢度和皂洗牢度也較好，干摩達(dá)4～5級，濕摩為3～4級，改性后絲綢的皂洗牢度達(dá)到4～5級。

表6 改性和未改性真絲綢染色后的K/S值及牢度比較Tab.6 Comparison of K/S value and fastness of modif i ed and unmodif i ed silks after dyeing

3 結(jié) 論

1)絲綢改性工藝為改性劑質(zhì)量濃度10 g/L，改性時間30 min，改性溫度60 ℃，改性pH值9.0。

2)絲綢改性后的無鹽染色工藝為染色pH7.5，染色時間50 min，染色溫度為沸染。

3)絲綢改性后，染色深度增加，且各項(xiàng)牢度較好。

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Salt-free dyeing of silk fabrics with reactive dyes

GAO Xiao-honga, JIA Xue-pingb
(a. School of Textile and Clothing; b. School of Chemistry and Chemical Engineering, Nantong University, Nantong 226019, China)

Silk fabrics were modified with cationic modifier, some cationic groups were introduced to the surface or inter of silk fabrics. The dyeing and fixing rate of silk fabrics with reactive dyeing were improved.It was shown that the optimum process of silk modifying: the concentration of modifier 10 g/L, time 30min,temperature 60 ℃ and modified pH 9.0. The best dyeing process of salt-free dyeing for silk with reactive dyes Argazol yellow N-SR: boiling temperature, dyeing holding time 50min, dyeing pH 7.5. After modified, silk fabrics achieved good dyeing fastness, the depth of dyeing was also increased.

Reactive dyes; Silks; Salt-free dyeing

TS195.644

A

1001-7003(2011)01-0005-04

2010-08-11

南通市應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目(k2009042)。

高曉紅(1968－ )，女，副教授，碩士，主要從事染整技術(shù)的教學(xué)與研究。