蒽醌型分散染料氫氧化鈉介質(zhì)的染色技術(shù)

仇明慧，朱亞偉，2

(1.現(xiàn)代絲綢國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇蘇州215123;2.蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇蘇州215021)

滌綸纖維一般都是用分散染料在弱酸性條件下染色，而滌綸染色前的退漿和堿減量及染色后的還原清洗均在堿性條件下進(jìn)行。如果分散染料能耐強(qiáng)堿和氧化劑，那么就能實(shí)現(xiàn)滌綸織物退漿、輕度堿減量、染色、還原清洗于一體的短流程染色加工技術(shù)［1-6］。孫海建等［7］研究了偶氮型分散染料在強(qiáng)堿性條件下的短流程加工，其不足是分散染料的色譜較少，特別是缺乏深藍(lán)色。本研究的目的是研究蒽醌型分散染料的耐強(qiáng)堿染色性能，為實(shí)現(xiàn)滌綸織物的短流程染色工藝提供更多的染料選擇。探討了4只藍(lán)色蒽醌型分散染料的耐氧化性和耐堿性，比較了酸性染色、堿性同浴染色滌綸織物的顏色差異及纖維力學(xué)性能的變化，為開發(fā)滌綸堿性短流程工藝提供應(yīng)用基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)

1.1 材料與儀器

織物:304T春亞紡滌綸，經(jīng)緯采用滌綸消光55.5 dtex/72F DTY(江蘇盛虹集團(tuán))。

染料:分散藍(lán)14(B14)，分散藍(lán)35(B35)，分散藍(lán)36(B36)，溶劑藍(lán)63(B63)，江蘇亞邦染料股份有限公司。

試劑:30%雙氧水，冰醋酸，氫氧化鈉，耐堿滲透劑AEP，分散劑MF，N，N-二甲基甲酰胺(蘇州常春藤進(jìn)出口公司)。勻染劑SW，自制。

儀器:SD-18智能型試樣機(jī)(廈門瑞比精密機(jī)械有限公司)，TU-1810紫外-可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限公司)，UltraScan XE測色儀(美國HunterLab公司)，5967拉伸斷裂強(qiáng)力儀(美國Instron公司)。

1.2 染色工藝及條件

1.2.1 先退漿后酸性染色

將春亞紡坯布經(jīng)退漿，水洗，酸性染色，還原清洗和水洗工序處理。

退漿工藝:NaOH 5 g/L，滲透劑AEP 1 g/L，浴比1︰50，溫度 100 ℃，時間 30 min。

酸性染色工藝:染料質(zhì)量濃度0.67 g/L(2%o.w.f)染料，分散劑 MF 1 g/L，pH4.5，浴比 1︰30，40℃入染，以2℃/min升至90℃，再以1℃/min升至130℃，保溫30 min，以2℃/min降至70℃取出。

還原清洗工藝為:保險(xiǎn)粉2 g/L，NaOH 2 g/L，溫度75℃，時間10 min。

1.2.2 堿性一浴一步法

將坯布經(jīng)堿性一浴一步法和水洗工序處理。

堿性一浴一步法工藝:染料質(zhì)量濃度0.67 g/L(2%o.w.f)，NaOH 2 g/L，H2O23 g/L，勻染劑 SW 1 g/L，浴比1︰30，40℃入染，以2℃ /min升至90℃，再以1℃/min升至130℃，保溫30 min，2℃/min降至70℃取出。

1.2.3 堿性一浴二步法

先將春亞紡坯布在含NaOH和H2O2的溶液中處理，工藝為 NaOH 2 g/L，H2O23 g/L，勻染劑 SW 1 g/L，浴比1︰30，40℃入染，以2℃/min升至95℃并保溫30 min，再在上述溶液中加入(相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%)染料，以1℃/min升溫至130℃，保溫30 min，2℃/min降至70℃取出。

1.3 測試方法

H2O2分解率:將NaOH 2 g/L和H2O25 g/L的溶液在100℃處理不同時間，用高錳酸鉀滴定法測定H2O2分解率。

退漿率:在NaOH 2 g/L的退漿液中分別加入0～5 g/L的H2O2，在100℃下處理30 min。采用質(zhì)量法計(jì)算退漿處理前后織物干質(zhì)量的變化率。

堿性條件下染料的耐氧化性:在NaOH 2 g/L和0.67 g/L染料溶液中，分別加入 0～4 g/L H2O2，在130℃下處理30 min，取處理溶液10 mL，用DMF定容，在紫外分光光度計(jì)上測試最大吸收波長處的吸光度值。

K/S值和顏色特征值:在電腦測配色儀上測試染色織物的K/S值、L*、a*和b*值，測試條件:D65光源，10°視角，試樣折疊成4層，取5次測試的平均值。按CIELAB色差公式評定色光。

染料提升率:采用堿性一浴一步法工藝，測試不同染料下染色織物K/S值的變化。

拉伸斷裂強(qiáng)力:參照 GB/T3923.1—1997《紡織品織物拉伸性能第1部分:斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定》，在5967拉伸斷裂強(qiáng)力儀上測試，取5次測試的平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 雙氧水的分解率

將NaOH 2 g/L和H2O25 g/L的溶液，在100℃處理不同時間，雙氧水分解率的結(jié)果見表1。

表1 雙氧水分解率與時間的關(guān)系Tab.1 Relationship between decomposition rate of hydrogen peroxide and time

由表1可知，堿性溶液中雙氧水的分解率Y與處理時間X 呈線性關(guān)系，即Y=4.857+3.145X，相關(guān)系數(shù)為0.985 5。雙氧水在25 min時的分解率約89%，染液中H2O2基本上已經(jīng)分解，這對于那些耐堿性較好但耐氧化性較差的染料，可以采用堿性一浴兩步法工藝來進(jìn)行染色。

2.2 雙氧水質(zhì)量濃度對織物退漿率的影響

在NaOH 2 g/L溶液中，加入不同質(zhì)量濃度雙氧水，雙氧水濃度對織物退漿率的影響見圖1。

圖1 雙氧水質(zhì)量濃度對退漿率的影響Fig.1 Influence of mass concentration of hydrogen peroxide on desizing rate

由圖1可知，堿性溶液中織物的退漿率Y與雙氧水濃度X呈線性關(guān)系，即Y=4.165+0.134X，相關(guān)系數(shù)為 0.996 0。當(dāng)雙氧水為 5 g/L，退漿率達(dá)4.84%，能夠?qū)⒖椢锷系臐{料去除。

2.3 蒽醌分散藍(lán)染料的耐氧化性

堿性條件下4只染料的耐氧化性測試結(jié)果見圖2。以分散藍(lán)35為例，考察雙氧水質(zhì)量濃度對染料吸光度的影響結(jié)果見圖3。

圖2 雙氧水質(zhì)量濃度對染料吸光度的影響Fig.2 Influence of mass concentration of hydrogen peroxide on dye absorbance

圖3 雙氧水質(zhì)量濃度對分散藍(lán)35吸光度的影響Fig.3 Influence of mass concentration of hydrogen peroxide on absorbance of disperse blue 35

由圖2可知，分散藍(lán)14、分散藍(lán)36和分散藍(lán)63都具有很好的耐氧化性，即隨著H2O2濃度的增加，染料吸光度基本保持不變。而分散藍(lán)35的耐氧化性比較差，當(dāng)H2O2濃度高于2 g/L時，染料吸光度隨著H2O2濃度的增加而下降。由圖3可知，隨著H2O2質(zhì)量濃度的增加，分散藍(lán)35的最大吸收波長未變化，說明顏色的色相不發(fā)生變化;同樣，分散藍(lán)14、分散藍(lán)36和分散藍(lán)63最大吸收波長也未發(fā)生變化。

2.4 蒽醌分散藍(lán)染料的堿性染色性能

4只分散藍(lán)染料分別采用3種染色方法，染色性能的結(jié)果見表2，以酸性染色布樣為標(biāo)樣，二種堿性染色方法與酸性染色的色差比較見表3。

表2 蒽醌分散藍(lán)染料的染色性能Tab.2 Dyeing property of blue anthraquinone disperse dyes

表3 堿性染色與酸性染色色差的比較Tab.3 Comparison of color differences between alkaline dyeing and acid dyeing

由表2和表3可知，與酸性條件相比，采用堿性染色加工，4只染料的最大吸收波長不發(fā)生變化，說明顏色的色相不發(fā)生變化，除分散藍(lán)63外，織物的K/S值都高于酸性染色。從色差來看，堿性染色加工的布樣較淺，顏色較艷，色調(diào)偏紅，其中分散藍(lán)35的色差變化最大。酸性染色與堿性同浴染色K/S值和L*值的結(jié)果是矛盾的，這可能是在強(qiáng)堿性的染色加工中，滌綸織物會產(chǎn)生輕微的水解作用，纖維表面被刻蝕形成很多凹坑，即是由織物表面形態(tài)的差異引起的。

比較堿性一浴一步法和堿性一浴二步法的顏色特征值和色差，明度差較小，飽和度差較小，色調(diào)偏移較小，除分散藍(lán)63的色差較明顯外，其余3只染料的色差較小。

2.4 堿性染色的其他性能

4只分散藍(lán)染料的提升性結(jié)果見圖4，由圖4可知，隨著染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，K/S值呈線性增加，說明染料具有很好的深色染色性能。

圖4 染料染色性能的提升Fig.4 Dyeing property improvement of dyes

采用不同的染色方法，雙氧水濃度對滌綸織物物理機(jī)械性能的影響見表4。

表4 織物機(jī)械性能Tab.4 Comparison of physical and mechanical properties of fabrics

由表4可知，與酸性染色相比，堿性一浴一步對經(jīng)向強(qiáng)度和延伸度影響較大，對緯向強(qiáng)度和延伸度影響較小。不同雙氧水濃度對織物強(qiáng)度和延伸度的影響不明顯。聚酯織物的堿性染色加工，雖對物理機(jī)械性能有一定的影響，但能滿足服用對機(jī)械性能的要求。

3 結(jié)論

1)分散藍(lán)14、分散藍(lán)35、分散藍(lán)36和分散藍(lán)63均能采用堿性染色加工方法，具有較好的耐氧化性和提升性。

2)在NaOH 2 g/L，H2O23 g/L的條件下，采用一浴一步法和一浴兩步法染色工藝，具有較好的染色性能。

3)雙氧水對織物的退漿是有利的，有效作用的時間約為25 min，且對織物的機(jī)械性能影響較小。

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