糯玉米改性淀粉印花糊料的印制性能

李文燕,譚艷君,馬佳利,劉姝瑞,霍 倩

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西 西安 710048)

糯玉米改性淀粉印花糊料的印制性能

李文燕,譚艷君,馬佳利,劉姝瑞,霍 倩

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西 西安 710048)

采用實驗室自制的高取代度CMS，應(yīng)用于活性染料印花，并對比了該糊料與海藻酸鈉的印制性能。研究了色糊印花的給色量、滲透率及得色不均勻率、色糊的脫糊率以及印花干濕摩擦牢度。試驗結(jié)果表明，實驗室自制CMS糊料，改善了糊料的流變性，粘度等，提高了糊料的印制性能，改善了印花效果。所以，該種羧甲基淀粉可以代替海藻酸鈉作為糊料，具有良好的應(yīng)用前景。

糯玉米淀粉 羧甲基淀粉(CMS) 海藻酸鈉 糊料 印制性能

羧甲基淀粉[1]是一種重要的淀粉醚類衍生物，具有廣泛的用途。隨著社會對其需求量的不斷增大，羧甲基淀粉的研究成為近年來的一個熱點課題。合成的羧甲基淀粉(CMS)可作印花糊料代替海藻酸鈉，其取代度的大小決定印制性能，高取代度的CMS具有印制精細(xì)花紋的印花特性。羧甲基淀粉適用于陰離子染料印花，取代度高的產(chǎn)品，也特別適合活性染料印花[2]。而且其印制效果好，來源廣泛，合成成本低。

1 試驗

1.1 試驗材料與藥品

滌棉漂白布、蠟質(zhì)玉米淀粉(山東福洋生物科技有限公司)，海藻酸鈉(江蘇中大生物科技有限公司)，氫氧化鈉、鹽酸、尿素、碳酸氫鈉、碳酸鈉、防染鹽S(均為分析純，西安三浦化學(xué)試劑有限公司)，活性染料(工業(yè)級，浙江舜龍化工有限公司)

1.2 試驗設(shè)備及儀器

JA3003N電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司)，JJ-1精密增力電動攪拌器(常州國華電器有限公司)，Data color 600電子測色儀(美國Data color)，MD-II自動定型汽蒸機(正崎印染機械制造廠)，YG541L數(shù)字式織物折皺彈性儀(紹興市元茂機電設(shè)備有限公司)

1.3 試驗方法[3]

調(diào)制色漿→印花→烘干(65 ℃，3 min)→汽蒸(100 ℃，10 min)→冷水洗→熱水洗→皂煮(皂片3 g/L，純堿2 g/L，沸煮2 min)→熱水洗→冷水洗→烘干(65 ℃，3 min)

1.4 測試方法

1.4.1 給色量[4]

原糊的給色量用電子測色配色儀測定織物印花后其花紋處的K/S值表示。K/S值越大，則顏色越深。

1.4.2 滲透率

滲透率主要是用來看印花織物背面的色澤深度。用織物的反面K/S值與正面K/S值之比來表示。

1.4.3 脫糊率

實驗采用失重法，印花前對織物稱重，記錄數(shù)據(jù)為W0。印花后烘干，放室溫下使其回潮保持恒重，記錄數(shù)據(jù)為W1。經(jīng)蒸化水洗烘干，織物保持恒重后，記錄數(shù)據(jù)為W2。脫糊率的計算方法按下式[5]：

(1)

1.4.4 得色不勻率(CV%)

在印花織物上取9處，測其K/S值，測得的數(shù)值用下面公式(2)計算，得出的結(jié)果為得色不勻率[6,7]。

(2)

1.4.5 耐磨擦色牢度

耐摩擦色牢度的測定(參照GB/T3920一1997《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》)。試樣為50 mm×200 mm經(jīng)緯向各兩塊，標(biāo)準(zhǔn)摩擦用棉布為50 mm×50 mm。

2 結(jié)果與討論

2.1 改性淀粉印花的最佳工藝

2.1.1 最佳原糊濃度

配制不同濃度的羧甲基淀粉原糊(2%、4%、6%、8%)，調(diào)制色漿后印花，測得K/S值和滲透率，結(jié)果見圖1和表1：

圖1 不同原糊濃度下印花的K/S值

原糊濃度/%2468滲透率/%48.0752.1731.6840.59

由圖1可以看出，隨著原糊濃度的提高正面K/S值先逐漸降低后升高，但反面K/S值是先增再減后又升高。結(jié)合表1可知，在原糊濃度為6%時的滲透率最低，其印制效果最好。因為粘度越大，滲透性越差越適合精細(xì)花紋的印花，因此選擇的最佳原糊濃度是6%。

2.1.2 最佳堿類

將不同的堿類(小蘇打、氫氧化鈉、碳酸鈉)加入到6%羧甲基淀粉糊調(diào)制色漿后印花，測得K/S值和滲透率，結(jié)果見表2：

表2 不同堿類下的K/S值

在實際生產(chǎn)中往往選用滲透率較低的糊料，可以減少染料用量，同時節(jié)省染料，提高染料利用率[8]。由表2可看出小蘇打的滲透率最低，表明同樣染料用量，得色最深，印制效果最好的是小蘇打。因此最佳堿類是小蘇打。

2.1.3 最佳堿量

將不同量的小蘇打(2%、2.5%、3%、3.5%)加入到6%羧甲基淀粉糊中調(diào)制色漿后印花，測得K/S值和滲透率，結(jié)果見圖2和表3：

圖2 不同堿量下染色的K/S值

堿/g2.02.53.03.5滲透率/%36.229.519.327.7

從圖2可知，隨著堿用量的增加，正、反面K/S值都是逐漸升高再降低，轉(zhuǎn)折點為3.0 g。結(jié)合表3可知，堿用量為3.0 g時的滲透率最低。即最佳堿量為3.0 g時，可以減少染料用量，同時節(jié)省染料，提高染料利用率。

2.1.4 最佳尿素量

用羧甲基淀粉配制6%原糊調(diào)制色漿印花，測得K/S值和滲透率，其中，尿素分別為2%、5%、8%、11%，小蘇打3%，余下試劑量不變。結(jié)果見下頁圖3和表4：

圖3 不同尿素量下染色的K/S值

尿素/g25811滲透率/%60.517.943.126.5

由圖3看出，隨著尿素量的增加，正面K/S值緩慢降低，反面K/S值先大幅降低再升后再降。結(jié)合表4，尿素用量為5g時，滲透率最低。因此最佳尿素量為5g。

2.2 印花的印制效果

2.2.1 CMS和SA的印花

色漿處方：原糊6%、染料2%、小蘇打3%、尿素5%、防染鹽S1%。調(diào)制4份色漿，分別為：CMS活性紅K-2BP色漿、CMS活性蘭K-BR色漿、SA活性紅K-2BP色漿、SA活性蘭K-BR色漿。

2.2.2 印花后的K/S值

對CMS、和SA所印制的布，進(jìn)行K/S值測定，其結(jié)果見表5和表6：

表5 CMS和SA印花后的正面K/S值

表6 CMS和SA印花后的反面K/S值

所以測定得色量和滲透性時所應(yīng)用的兩種活性染料為：活性紅K-2BP、活性蘭K-BR，結(jié)果見表7：

表7 CMS和SA印花后的數(shù)據(jù)

通過表7可以看出，對于同種染料而言，SA比CMS的得色量多，但滲透率低。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是SA的滲透性較低，而且與染料沒有反應(yīng)性。因為染料的量是固定的，滲透到織物內(nèi)部的染料越多，停留在織物表面的染料就越少，表現(xiàn)在得色量和滲透率上就是：表面得色量越高，滲透率就越低。因此在生產(chǎn)過程中可以根據(jù)實際需求選擇合適的糊料。

2.2.3 印花水洗后的摩擦牢度

織物在室溫下，原糊濃度為6%的條件下印花后的干濕摩擦測試結(jié)果見表8：

表8 印花織物的干濕摩擦

如表8所示，羧甲基淀粉糊料印花水洗后的摩擦牢度與海藻酸鈉基本一致均符合實際印花生產(chǎn)需要。這是因為CMS分子支鏈多，空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以烘干后的漿膜耐摩擦性好。說明CMS、SA的摩擦牢度不相上下，作為載體，CMS和SA都可以運用到生產(chǎn)中。

2.2.4 印花水洗后的脫糊效果

織物經(jīng)印花汽蒸后，原糊作為印花色漿的增稠劑和傳遞介質(zhì)的作用已經(jīng)完成，應(yīng)該被水洗除，糊料是否容易洗除，關(guān)系到印花織物的手感是否柔軟，脫糊性實驗就是為了解糊料在該方面的性質(zhì)實驗。CMS和SA的脫糊率如表9所示：

表9 CMS和SA的脫糊率

表9的測試結(jié)果顯示SA的脫糊效果較好，都在85%以上，而CMS則有16%左右的糊料仍然停留在織物上。CMS脫糊率低是由它本身的分子結(jié)構(gòu)造成的：與水的作用力小于CMS內(nèi)部的分子間力，所以CMS的親水性差。另外，由于CMS分子支鏈多，空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜所以烘干后的漿膜耐洗和耐摩擦性好。CMS的羥基并未完全被取代，所以可能會與纖維素纖維上的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，生成化學(xué)鍵而牢固結(jié)合，更加不易從織物上去除。

2.2.5 給色均勻性

本實驗將羧甲基淀粉色漿與海藻酸鈉色漿的給色均勻性作對比，結(jié)果如表10所示：

表10 CMS和SA的得色不均勻率

從表10可以看出，對于同一種染料，羧甲基淀粉糊料的得色不勻率都比海藻酸鈉糊料略小，說明羧甲基淀粉糊料的勻染性略優(yōu)于海藻酸鈉糊料。另外無論什么顏色，CMS印花織物的得色不勻率都比SA要大，這一方面是由于CMS印花織物的滲透率高，另一方面是由于CMS色漿中的游離水較多，更易引起泳移。因此考慮得色情況，CMS更適于實際生產(chǎn)。

3 結(jié)論

通過對實驗結(jié)果的分析和總結(jié)，得出的結(jié)論主要有以下幾點：

(1)用羧甲基淀粉原糊調(diào)制色漿的最佳工藝：尿素5%，小蘇打3%，原糊6%，加水補充到100%，其中采用染料2%，防染鹽S1%。最佳印花工藝：調(diào)制色漿→印花→烘干(65 ℃，3 min)→汽蒸(100℃，10 min)→冷水洗→熱水洗→皂煮(皂片3 g/L，純堿2 g/L，沸煮2 min)→熱水洗→冷水洗→烘干(65 ℃，3 min)。

(2)羧甲基淀粉色糊和海藻酸鈉色糊的印花耐干濕摩擦牢度均十分優(yōu)良，能符合實際印花生產(chǎn)需要。

(3)羧甲基淀粉的成糊率比海藻酸鈉的高，在相同含固量下，原糊粘度羧甲基淀粉大于海藻酸鈉。即制取相同粘度的糊料，羧甲基淀粉的用量較低，在實際生產(chǎn)中更能節(jié)約成本。

(4)羧甲基淀粉色糊與海藻酸鈉色糊的脫糊率均在80%以上，性能優(yōu)良。

(5)對于同一種染料，羧甲基淀粉糊料的得色不勻都比海藻酸鈉糊料略小，說明羧甲基淀粉糊料的勻染性略優(yōu)于海藻酸鈉糊料，印花得色均勻性優(yōu)良。

(6)羧甲基淀粉色糊的印花織物的輪廓清晰度要比海藻酸鈉色糊清晰，說明羧甲基淀粉色糊印花效果更好。

[1] 張燕萍.變性淀粉制造與應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.

[2] 唐增榮.活性染料印花糊料概述[J].印染助劑,2000,17(2):1-6.

[3] 王菊生.染整工藝原理(第三冊)[M].北京:中國紡織出版社，2001,532-614.

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2017-04-06

李文燕(1993-)，女，碩士研究生，研究方向：紡織與染整新技術(shù)、新材料。

譚艷君(1963-)，女，教授級高級工程師，碩士生導(dǎo)師。

TS194.2+3

A

1008-5580(2017)03-0101-04