陽離子改性天絲織物酸性熒光染料染色

曹機良，楊孟楠，孟春麗，李武龍，文 芳

(1.河南工程學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，河南鄭州 450007;2.河南工程學(xué)院河南省服用紡織品工程技術(shù)研究中心，河南鄭州 450007)

陽離子改性天絲織物酸性熒光染料染色

曹機良1,2，楊孟楠1，孟春麗1，李武龍1，文 芳1

(1.河南工程學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，河南鄭州 450007;2.河南工程學(xué)院河南省服用紡織品工程技術(shù)研究中心，河南鄭州 450007)

采用陽離子改性劑PECH-amine對天絲織物進(jìn)行改性，然后用酸性熒光染料染色。探討了改性劑和染料用量，染色溫度、pH和時間對天絲織物酸性熒光染料染色性能的影響，測試了染色K/S值、耐洗和耐摩擦牢度。結(jié)果表明：當(dāng)改性劑用量6 g/L和10 g/L分別對天絲織物進(jìn)行改性，酸性熒光艷紅FA和酸性熒光嫩黃FA用量2%(owf)時，最佳染色工藝為pH 5～7，染色溫度50 ℃，保溫染色40 min，染色織物的各項牢度均達(dá)到3級以上。

天絲織物 陽離子改性劑 改性 酸性熒光染料 染色

0 前言

天絲是一種再生纖維素纖維，兼具普通型粘膠纖維優(yōu)良的吸濕性、柔滑飄逸性和舒適性等優(yōu)點外，克服了普通粘膠纖維強力低，尤其是濕強低的缺陷，同時擁有棉的“舒適性”、滌綸的“強度”和真絲的“獨特觸感”。無論在干或濕的狀態(tài)下，均具有極好的韌性。天絲纖維易于生物降解，不會對環(huán)境造成污染，故被稱為“二十一世紀(jì)綠色纖維”[1-3]。天絲與棉結(jié)構(gòu)相似，都是纖維素纖維[4-5]，因此棉織物用染料都可用于天絲織物染色，常用染料有活性染料和直接染料等[6-8]，不宜于酸性染料染色，而活性熒光黃FL是唯一的活性熒光類染料，且價格昂貴，但酸性染料中熒光染料色光齊全，因此可通過對天絲織物進(jìn)行陽離子改性，使天絲織物上生成陽離子基團(tuán)帶有正電荷，染-纖之間的斥力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o電引力，增強酸性熒光染料的吸附性能，從而實現(xiàn)酸性熒光染料染色天絲織物[9-12]。

本實驗通過陽離子改性劑PECH-amine改性天絲織物，然后用酸性熒光艷紅FA和酸性熒光嫩黃FA進(jìn)行染色，探討各因素對染色性能的影響，尋求最佳染色工藝，為天絲織物酸性染料染色提供一定的借鑒。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗材料

織物：天絲，60×60支紗，密度180×120(市售)。

藥品：改性劑PECH-amine(東華大學(xué))，酸性熒光艷紅FA和酸性熒光嫩黃FA(上海安諾其紡織化工有限公司)，pH緩沖液(實驗室自制)，標(biāo)準(zhǔn)合成洗滌劑(上海市紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所)。

儀器：紅外線高溫染色機IR-24S和定型烘干機(上海一派印染技術(shù)有限公司)，Color-Eye7000A測色儀(美國愛色麗公司)，摩擦色牢度儀Y571N(南通宏大實驗儀器有限公司)，耐洗色牢度試驗機SW-12A(溫州方圓儀器有限公司)。

1.2 改性方法

改性劑PECH-amine 10 g/L，氫氧化鈉10 g/L，浴比1∶40，在紅外線高溫染色機IR-24上于30 ℃入染，以1 ℃/min的速率升溫至90 ℃，保溫60 min，充分水洗，弱酸中和，水洗，烘干。

1.3 染色方法

酸性熒光染料x%(owf)，浴比1：50，一定pH值，于室溫25 ℃入染，以1 ℃/min加熱升溫至所需溫度，保溫一定時間，染畢。

1.4 測試方法

1.4.1 表觀色深K/S值

染色試樣的表觀色深K/S值在Color-Eye7000A測色儀上測定，采用D65光源和10°觀察角，每個試樣測量4次取平均值。

1.4.2 牢度測試

染色試樣的耐洗和耐摩擦色牢度分別按照GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度實驗 耐皂洗色牢度》和GB/T 3920-2008《紡織品 色牢度實驗 耐摩擦色牢度》進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 改性劑用量對天絲織物K/S值的影響

天絲織物采用LIQ進(jìn)行改性，染料用量2%(owf)、pH 5、染色溫度50 ℃、保溫染色40 min條件下進(jìn)行酸性熒光艷紅FA和酸性熒光嫩黃FA染色，改性劑用量對天絲織物K/S值的影響如圖1所示。由圖1可知，隨著改性劑用量的增加，天絲織物的K/S值逐漸增加，酸性熒光嫩黃FA和酸性熒光艷紅FA染色K/S值在改性劑用量分別為6 g/L和10 g/L時，趨于平衡達(dá)到最大值。這是因為當(dāng)改性劑用量較低時，纖維上含有可與改性劑PECH-amine反應(yīng)的羥基較多，隨改性劑用量的增加，纖維上結(jié)合的改性劑增多，可與酸性熒光染料靜電結(jié)合的陽離子基團(tuán)增多，屏蔽了纖維上的負(fù)電荷，提高了纖維對酸性熒光染料的吸附能力，所以染色K/S值增大。但纖維上可與改性劑反應(yīng)結(jié)合的位置是有限的，當(dāng)改性劑達(dá)到飽和之后，纖維與改性劑發(fā)生充分反應(yīng)，再增加改性劑用量，對纖維上正電荷的增加幾乎沒有影響，所以染色K/S值趨于穩(wěn)定達(dá)到最大值。由于染料結(jié)構(gòu)的不同，使染料上染纖維的性能有所差異，因此酸性熒光嫩黃FA和酸性熒光艷紅FA染色纖維可選擇改性劑用量分別為6 g/L和10 g/L。

圖1 改性劑用量對天絲織物K/S值的影響

2.2 染色溫度對天絲織物K/S值的影響

天絲織物用改性劑6 g/L和10 g/L進(jìn)行改性，染料用量2%(owf)、在pH 5、一定染色溫度，保溫染色40 min條件下進(jìn)行酸性熒光嫩黃FA和酸性熒光艷紅FA染色，染色溫度對天絲織物K/S值的影響如下頁圖2所示。由圖2可知，隨著染色溫度的升高，酸性熒光嫩黃FA和酸性熒光艷紅FA染色織物的K/S值先增大后減小，在50 ℃時達(dá)到最大值。這是因為經(jīng)過改性后的天絲織物上接枝生成了大量的氨基，在溶液中顯正電荷，而酸性熒光染料含有大量的磺酸基，在溶液中顯負(fù)電荷，使纖維與染料之間的斥力轉(zhuǎn)變成了靜電引力，增強的對染料的吸附，酸性熒光染料上的磺酸基負(fù)離子與改性天絲織物上的氨基正離子在低溫條件下就很容易形成離子鍵而結(jié)合。一定溫度的升高，有利于纖維膨化和空隙的增大，使染料分子更加容易向纖維內(nèi)部滲透擴散，所以染色K/S值逐漸增大。當(dāng)溫度過高時，染料與纖維之間的親和力降低，對染料的吸附性能減弱，所以染色K/S值逐漸減小?？紤]到節(jié)能要求，可選擇酸性熒光染料染色改性天絲織物的最佳溫度為50 ℃。

圖2 染色溫度對天絲織物K/S值的影響

2.3 保溫時間對天絲織物K/S值的影響

天絲織物用改性劑6 g/L和10 g/L進(jìn)行改性，染料用量2%(owf)、在pH5、染色溫度50℃、保溫一定時間的條件下進(jìn)行酸性熒光嫩黃FA和酸性熒光艷紅FA染色，保溫染色時間對天絲織物K/S值的影響如圖3所示。由圖3可知，隨時間的延長，改性天絲織物染色的K/S略微減小但變化不大。這是因為改性之后天絲織物上生成了大量的氨基正離子，使染-纖之間的斥力轉(zhuǎn)變成了靜電引力，增強了酸性熒光染料的吸附能力，所以染料上染速率加快，在較低溫度和較短時間內(nèi)即可達(dá)到飽和值。考慮到染色的勻染性和透染性可適當(dāng)延長染色時間，使保溫時間控制在40 min左右即可。

圖3 保溫時間對天絲織物K/S值的影響

2.4 染色pH值對天絲織物K/S值的影響

天絲織物用改性劑6 g/L和10 g/L進(jìn)行改性，染料用量2%(owf)、染色溫度50℃、保溫染色40 min的條件下進(jìn)行酸性熒光嫩黃FA和酸性熒光艷紅FA染色，染色pH值對天絲織物K/S值的影響如圖4所示。由圖4可知，在酸性條件下，隨pH值的增大，天絲織物染色K/S值逐漸增大，然后趨于穩(wěn)定平衡值。這是因為在弱酸性條件下，改性腈綸纖維上的氨基可迅速正離子化，形成氨基正離子，酸性越強，氫離子質(zhì)子化越強，可與染料磺酸基負(fù)離子形成的離子鍵越多，所以其染色K/S值越大；若酸性過強，則酸性染料的水溶性降低，可與纖維以離子鍵結(jié)合的磺酸基負(fù)離子減少，使染料上染纖維的量減小，所以織物染色的K/S值減小。由于強酸性條件會對纖維的物理機械性能造成損傷，所以染色pH不宜過低，可選為5～7。

圖4 染色pH值對天絲織物K/S值的影響

2.5 染料用量對天絲織物K/S值的影響

天絲織物用改性劑6 g/L和10 g/L進(jìn)行改性，pH 5、染色溫度50℃、保溫染色40 min的條件下進(jìn)行酸性熒光嫩黃FA和酸性熒光艷紅FA染色，染料用量對天絲織物K/S值的影響如下頁圖5所示。由圖5可知，隨著染料用量的增大，酸性熒光艷紅FA染料對改性天絲織物染色的表觀色深值K/S先增大后減小，在染料濃度為2%(owf)時，達(dá)到最大值。這是因為在染色初期，改性天絲織物上含有大量的氨基正離子，當(dāng)染料用量較低時，可全部上染纖維與纖維發(fā)生充分反應(yīng)，所以染色K/S值逐漸增加。繼續(xù)增加染料用量，染色K/S值增加緩慢逐漸達(dá)到最大值。由圖還可知，隨染料用量逐漸增大時，酸性熒光嫩黃FA對改性天絲織物染色的K/S值逐漸增大，這可說明酸性熒光嫩黃FA的結(jié)構(gòu)比酸性熒光艷紅FA較為復(fù)雜，其染色提升性能優(yōu)于酸性熒光艷紅FA。

圖5 染料用量對天絲織物K/S值的影響

2.6 染色織物的牢度測試

天絲織物用改性劑6 g/L和10 g/L進(jìn)行改性，染料用量2%(owf)、pH 5、染色溫度50℃、保溫染色40 min的條件下染色，染色織物的耐洗和摩擦牢度如表1所示。由表可知，染色織物的耐洗和摩擦牢度均在3級以上。

表1 染色織物的牢度性能測試

3 結(jié)論

(1)當(dāng)酸性熒光嫩黃FA和酸性熒光艷紅FA用量2%(owf)時，用改性劑6 g/L和10 g/L分別改性天絲織物的最佳染色工藝為pH 5～7，染色溫度50 ℃，保溫染色40 min。

(2)天絲織物陽離子改性后酸性熒光染料染色性能得到很大提高，且整理后棉織物的耐皂洗和耐摩擦色牢度均在3級以上。

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AcidFluorescentDyeDyeingTencelFabricwithCationicModifier

CAOJi-liang1,2,YANGMeng-nan1,MENGChun-li1,LIWu-long1,WENFang1

(1. Textile College, Henan Institute of Engineering, Zhengzhou 451191;2.Henan Provincial Research Center of Apparel Textile Engineering Technology,Henan Institute of Engineering, Zhengzhou 450007)

Modification was carried out on tencel fabrics with cationic modifier PECH-amine and then acid fluorescent dyes were used to dye it. The effects of modification agent and dye dosage, dyeing temperature, pH value and time on the dyeing performance of acid fluorescent dyes of tencel fabric were explored. The K/S value, washing and rubbing fastness of dyed fabric were tested. The results showed that each color fastness was up to class 3 when modifier to tencel fabric was 6 g/L and 10 g/L respectively, acid fluorescent red FA and acid fluorescent yellow FA were 2%(owf), the optimal dyeing process was as followed: pH 5～7, dyeing at 50 ℃ for 40 min.

tencel fabrics cationic modifier modification acid fluorescent dye dyeing

2017-08-15

河南省服用紡織品工程技術(shù)研究中心2016年度開放基金項目(CTERC201602)。

曹機良(1982-)，男，博士研究生，講師，研究方向：紡織品染整工藝與理論，紡織品功能整理研究。

TS193

A

1008-5580(2017)04-0022-04