胡麻纖維的稀土染色改性研究

崔景東++李哲++李靜++高婕

摘要：胡麻纖維是油纖兩用纖維，不僅可以用于榨油還可以用于紡織領(lǐng)域。以胡麻纖維為主要研究對象，研究其在稀土改性的作用下染色性能的提升，胡麻在稀土改性后，纖維的上染率、K/S值、斷裂強(qiáng)度均有大幅提升。

關(guān)鍵詞：胡麻；稀土；染色；改性

0 引言

隨著天然纖維熱的興起，麻類織物以其優(yōu)良的吸濕性、散熱性及良好的服用性能已逐漸被人們所認(rèn)識，而且越來越受到青睞[1]。胡麻屬油纖兼用型亞麻。我們通常說的胡麻是油用亞麻或油纖兩用亞麻。胡麻作為一種耐寒耐旱的油料作物具有廣泛的種植面積，在我國的內(nèi)蒙古、山西、寧夏等西北華北地區(qū)更是主要的經(jīng)濟(jì)作物。尤其是在內(nèi)蒙古地區(qū)有大量的胡麻用于食用，壓榨剩余的胡麻未被利用造成了大量纖維的浪費。胡麻纖維屬于亞麻纖維，染色均勻性較差且不易染透。為了提高胡麻纖維的品質(zhì)，改善胡麻纖維的染色和服用性能，提高纖維的舒適性，對胡麻纖維進(jìn)行改性是非常必要。我國擁有豐富的稀土資源，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛且進(jìn)展較快。稀土在紡織染整工業(yè)方面的應(yīng)用是近年來開辟的新途徑[2]。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

實驗材料：本實驗材料取自內(nèi)蒙古呼和浩特市托克托縣的胡麻

1.2 實驗材料的準(zhǔn)備及預(yù)處理

1.2.1漚麻方法

一般在胡麻纖維脫膠過程中希望纖維素中果膠、半纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低越好[3]，木質(zhì)素對纖維的影響是木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)少的纖維光澤好， 柔軟并富有彈性， 可紡性和印染的著色性能均好， 在纖維脫膠過程中雖然也希望盡量脫除木質(zhì)素， 但由于木質(zhì)素在植物細(xì)胞壁中起著支撐和粘結(jié)纖維素的作用， 客觀上不可能全部脫除， 否則易使工藝?yán)w維解體， 從而降低纖維可紡織性能。[4]

為了減少實驗中化學(xué)試劑的的誤差，同時考慮到生產(chǎn)實際以及經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，最終選用溫水漚麻作為胡麻的漚制方法。

1.2.2漂白工藝

漚制完成的胡麻在進(jìn)行漂白前需進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的工藝路線為：取樣→水洗→烘干→超聲洗滌→水洗→自然風(fēng)干→酸洗→煮練→水洗→自然晾干→漂白→水洗→烘干。其中酸洗液和煮練液配方如表1和表2。

胡麻漂白的工藝路線為：次氯酸鈉漂白→過氧化氫漂白→水洗→烘干。

漂白液配方的浴比為1：40，具體配方如表3。

1.3胡麻纖維染色的改性研究

1.3.1實驗藥品

實驗所采用的氯化稀土由上海植信化工有限公司生產(chǎn)，檸檬酸由石家莊雙聯(lián)瑞爾化工有限公司生產(chǎn)；選用的染料分別為直接染料湖藍(lán)5B、活性染料翠蘭B-GFL、還原性染料靛藍(lán)進(jìn)行改性研究。

1.3.2稀土染色工藝

稀土染色方法按表4對改性后的胡麻纖維進(jìn)行染色，研究稀土用量、稀土加入時間對胡麻纖維染色后性能的影響。直接染料和活性染料先染色后固色；還原染料染色時，先浸泡一定時間的稀土溶液然后再進(jìn)行染色[5]。

1.4改性性能測試指標(biāo)

1.4.1K/S值

對染料染色性能評價的重要指標(biāo)之一就是染色深度。Kubelka-Munk 染色深度方程在被測物體的吸收系數(shù) K 和散射系數(shù) S，與固體試樣中有色物質(zhì)濃度C之間建立了一定的函數(shù)關(guān)系[6]。通過測定得到的 K /S 值越大，則胡麻纖維表面顏色越深，即有色物質(zhì)濃度越高，說明染料染色性能越好。將改性染色后的纖維選用CM-3600A型電腦測色配色儀進(jìn)行K/S測定，每個樣品選取8個不同的位置進(jìn)行測量，取平均值即為該樣品的K/S值。

1.3.2斷裂強(qiáng)度

指材料發(fā)生斷裂時的最大應(yīng)力與斷裂橫截面積的比值。改性染色后的胡麻纖維用YG/B/001A型電子纖維強(qiáng)力機(jī)測試斷裂強(qiáng)度，多次測量取平均值。

1.3.3上染率

在染色過程中，上染到纖維上的染料量與最初染浴中染料總量之比，常以百分?jǐn)?shù)表示。分別以染色前后的染液用蒸餾水稀釋到相同倍數(shù)并在該種染料的最大吸收波長處測定染色前后染液的吸光度A0、A1，計算上染率：

式中：A1，N1——染色殘液的吸光度和稀釋倍數(shù)；

A0，N0——染色原液的吸光度和稀釋倍數(shù)

1.5實驗結(jié)果與討論

以稀土加入量為變量，其他參數(shù)按照最佳工藝路線對纖維進(jìn)行染色并測試染色后纖維的性能。

由表5可得，稀土在胡麻纖維的染色條件下有明顯的促進(jìn)染色的功能。染料的上染率和染色后纖維的K/S值都與稀土的用量有關(guān)系，隨著稀土用量的增加，纖維的K/S值和上染率逐漸上升。但當(dāng)稀土用量由0，3%提到到0.4%時，纖維的K/S值和上染率提升較少。

稀土離子可以失去三個電子，原子半徑比其他過渡元素大。稀土離子容易形成絡(luò)合物，因為有空軌道，可接受較多的配位體。

染色時，稀土與染料分子中的羥基和偶氮基絡(luò)合形成離子型配位體，從而使染料的相對分子質(zhì)量變大，增強(qiáng)染料分子和纖維非極性的分子間作用力；另一反面，配位體與纖維結(jié)合為新的染座，使染料進(jìn)一步上染纖維，提高染料的上染率，進(jìn)而增大K/S值。

同時根據(jù)測量，纖維的斷裂強(qiáng)度在稀土加入前后有較大的區(qū)別，隨著稀土用量的增加斷裂強(qiáng)度也增加。這是因為稀土具有較強(qiáng)的絡(luò)合作用，可和纖維形成配位鍵和共價鍵等絡(luò)合物，這些絡(luò)合物起到交聯(lián)劑的作用，增加了纖維抵抗外界的能力，使纖維的強(qiáng)力有所提高

參考文獻(xiàn)：

[1]吳銳東，季華桂.淺談地毯的清潔與保養(yǎng)[J].日用化學(xué)品科學(xué)，2000，23（6）：35-37.

[2]葛靜靜，楊原梅，李丹.混合稀土在羊毛酸性染料染色中的應(yīng)用[J].毛紡科技，2011，39（2）：11-13

[3] 吳紅玲， 蔣少軍. 胡麻粗紗染色生產(chǎn)技術(shù)的探討 [ J] . 染整技術(shù)， 2002， 24（ 4） ： 25-27

[4]龍德樹， 楊傳強(qiáng)， 曾憲慶， 等. 亞麻和胡麻纖維的性能研究 [ J] .紡織學(xué)報， 1999， 20（ 3） ： 8-11

[5]宋欣榮，翦育林，劉方等. 稀土在苧麻纖維染色中作用機(jī)理的研究[J]. 稀土.2002（3）：44-47

[6]徐海松. Kubelka-Munk 理論在紡織印染自動配色中的應(yīng)用研究[J]. 光子學(xué)報，1998，27（4）： 338-341