蠶絲活性染料工藝改進(jìn)

丁歡+何勇+胡嵐+劉偉光

摘要：

本文旨在提高蠶絲活性染料染色的勻染性和上染率，采用一浴二步法探索蠶絲活性染料染色工藝中加入勻染劑O對勻染性和上染率的影響。結(jié)果表明，通過在染色液和剝色液中添加勻染劑O，活性染料紅在蠶絲上的上染率由55.33%提高到了73.64%，固色率由80.76%提高到了82.02%，表明該種方法有效提高了活性染料在蠶絲上的上染率和勻染性。

關(guān)鍵詞：蠶絲；勻染劑O；上染率；固色率

1 引言

蠶絲是天然蛋白質(zhì)纖維，制成的服飾與人體皮膚有很好的相容性，蠶絲織物具有色澤柔和、垂懸性好、吸濕透氣、柔軟滑爽等優(yōu)良特性，使其具有良好的穿著性和一定的保健功能[1]。但由于蠶絲織物易泛黃、染色牢度差等原因，制約其更好更廣泛地應(yīng)用。

以往多用直接或酸性染料對蠶絲進(jìn)行染色，隨著研究的不斷深入，現(xiàn)在適合于蠶絲染色的合成染料主要有酸性染料、活性染料、酸性含酶染料、直接染料等[2]。

活性染料早在1956年問世，但直到最近幾十年才被應(yīng)用于真絲織物染色?；钚匀玖嫌糜谡娼z染色具有許多優(yōu)良特性，該類染料具有良好的應(yīng)用和反應(yīng)性能，如顏色鮮艷、色譜齊全、價格低廉、使用方便、擴(kuò)散和勻染性能良好、適應(yīng)性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在紡織品染色中備受青睞，并且應(yīng)用也越來越廣泛[3]。因此，本研究采用活性染料對蠶絲進(jìn)行染色，比較添加勻染劑O對上染率和勻染性的改善程度。

2 研究背景和原理

2.1 研究背景

真絲紡織品中勻染性與固著率一直是困擾和制約業(yè)內(nèi)的突出問題。對于染料的合成、選擇及工藝改進(jìn)方面的研究工作也不斷深入。迄今，上染率和固色率雖然得到了一定程度的改善，但尚未得到根本上的解決。為此，分析在蠶絲活性染料染色工藝中加入勻染劑O，對于蠶絲活性染料染色的勻染性和上染率的改善也顯得尤為重要。

勻染劑O屬于非離子型表面活性劑，易溶于水、乙醇、乙二醇等，且能耐酸、耐堿、耐硬水、耐熱、耐重金屬鹽等優(yōu)良特性，使用非常方便。勻染劑O對各種染料有較強(qiáng)的勻染性、緩染性、滲透性、擴(kuò)散性，可與各類表面活性劑和染料同溶使用，可應(yīng)用于紡織印染工業(yè)的各工序中。勻染劑O勻染的機(jī)理是能與染料分子發(fā)生聚集，因而降低了染料的上染速度，使染料逐漸向纖維轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到勻染目的。在對紡織品進(jìn)行染色的過程中還可用作擴(kuò)散劑，防止某些染料顯色時的分解物集結(jié)在織物上而沾污染色品。在剝色液中加入勻染劑O可以降低染浴的pH值，這樣可以保證蠶絲強(qiáng)度不受損害，提高上染率和固色率的同時，保持染色后蠶絲良好的手感柔軟。

2.2 研究原理

蠶絲是一種天然蛋白質(zhì)纖維，含有大量極性氨基酸。這些基團(tuán)在蠶絲纖維上的分布和含量均不相同。醇羥基最多存在絲氨酸上，其次酚羥基位于酪氨酸，而氨基含量最少，位于蛋白質(zhì)大分子鏈的末端以及賴氨酸、精氨酸等的側(cè)鏈上，鑒于絲氨酸大多位于結(jié)晶區(qū)部分，主要與染料發(fā)生共價結(jié)合的基團(tuán)是氨基、亞氨基和酪氨酸上的酚羥基[4]。由于染料和纖維能以共價鍵結(jié)合，成為“纖維-染料”的結(jié)合體，所以還具有良好的耐洗色牢度和摩擦色牢度。更重要的是，利用蠶絲纖維的兩性性質(zhì)，染色工藝可以采用適當(dāng)?shù)膒H值范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的上染率，實(shí)現(xiàn)蠶絲纖維活性染料低鹽染色，而且工藝簡單，無副作用，可獲得較高的上染率和固著率。

3 試驗(yàn)材料、試劑和儀器

材料：生絲20/22D。

試劑：勻染劑O，凈洗劑209（成都方正化工有限公司），碳酸鈉，尿素，硫酸鈉（重慶旭日化工實(shí)業(yè)有限公司），活性染料紅（上海邦景實(shí)業(yè)有限公司）。

本試驗(yàn)所用儀器如表1所示。

4 試驗(yàn)部分

蠶絲染色預(yù)處理：生絲20/22D在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱干燥后備用。準(zhǔn)確稱量，將烘干生絲與去離子水按照1：50浴比于60℃溫水浴中處理30min，使生絲發(fā)生有限溶脹。

染色工藝流程：采用一般的浸染染色方法，即一浴二步法。這種方法主要適用于小批量、多品種的染色[5]。

染色工藝處方：染料2%owf、勻染劑O 1%owf、促染鹽40g/L、尿素100g/L、凈洗劑209 1g/L；剝色液配方：尿素100g/L、勻染劑O 2g/L；皂洗液配方：碳酸鈉1g/L、凈洗劑209 1g/L。

其中，染色液的pH值用醋酸調(diào)至5，固色液的pH值用碳酸鈉調(diào)至8，染色浴比為1：50，剝色浴比為1：20，皂洗浴比為：20。

5 結(jié)果與討論

5.1 上染率

為了準(zhǔn)確反映和比較未添加勻染劑O和添加勻染劑O兩種染色工藝不同階段上染情況，選取了兩種工藝中相應(yīng)階段的染色浴液，進(jìn)行紫外分光光度測試。取兩種工藝中的染色原液，固色后染色浴液及剝離后染色浴液均稀釋2000倍，對三個階段染色浴液的稀釋液進(jìn)行紫外吸收光譜測定，紫外吸收光譜圖如圖1所示。各條譜圖λmax處對應(yīng)的最大吸光度（A）值如表2所示。根據(jù)最大吸光度值各條譜圖的最大吸光度（A），套用殘液法計算公式，計算上染率E（%）（如公式1）和固色率ω1（%）（如公式2）[6]。各種染色浴液的吸光度如表2。

E （%）=[（A0-A染）/A0] ×100 （1）

式中：A染——相應(yīng)染色階段后殘余浴液的吸光度；A0——染色原液的吸光度。

ω1（%）=[（A固-A剝）/A固] ×100 （2）

式中：A剝——?dú)堄鄤兩∫旱奈舛?；A固——?dú)堄喙躺∫旱奈舛取?/p>

根據(jù)表2計算兩種染色工藝的上染率和固色率結(jié)果分別為不含勻染劑O染色的上染率E水55.33%、含有勻染劑O染色的上染率EO73.64%、不含勻染劑O的固色率ω水80.76%、含有勻染劑O的固色率ωO82.02%。

根據(jù)計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與未添加勻染劑O染色工藝相比較，加入勻染劑O后活性染料染色的上染率由55.33%提高到了73.64%，得到了顯著改善，固色率由80.76%提高到了82.02%，兩種參數(shù)均得到了不同程度上的改善。

5.2 力學(xué)性能

1930年，Peirce[7]在紡織學(xué)會會刊（J.T.I）論文中就指出了紡織品力學(xué)和紡織品與服裝工程織造技術(shù)對于生產(chǎn)高質(zhì)量服裝的重要性。此后，紡織品力學(xué)性能成為紡織科學(xué)的主要研究領(lǐng)域之一，手感則成為紡織廠專家評價紡織品質(zhì)量的主要指標(biāo)。因此，對于染色前后蠶絲的力學(xué)性能進(jìn)行測定，進(jìn)而評定該種染色工藝對于蠶絲的應(yīng)用價值影響程度也顯得至關(guān)重要。

測定3種試樣的靜態(tài)力學(xué)性能，可知：與生絲相比較，經(jīng)過不添加勻染劑O染色工藝染色后生絲的應(yīng)力和應(yīng)變均出現(xiàn)了顯著下降，這是因?yàn)樯z在水染工藝中染色牢度較差，而在剝色環(huán)節(jié)有部分絲膠被溶解所造成的應(yīng)力應(yīng)變下降。相反，經(jīng)過添加勻染劑O染色工藝染色后生絲的應(yīng)力和應(yīng)變均幾乎沒有發(fā)生變化，這個結(jié)果表明，添加勻染劑O可以有效提高蠶絲活性染料染色的勻染性和上染率，不影響蠶絲本身性能及應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢紅飛，方帥軍，劉將英，等.甲基丙烯酰胺接枝蠶絲的活性染料染色性能[J]. 紡織學(xué)報，2012，33（6）： 59-65.

[2]田向農(nóng)，余志成，沈一峰，等.染整導(dǎo)論[M].杭州：浙江理工大學(xué)， 2006， 47-48.

[3]P. Galafassi.A. Tzikas.S. Santamaria，孫理.棉及其混紡織物用活性染料竭染的革新[J]. 國際紡織導(dǎo)報， 2005（1）：53-57.

[4]沈一峰，林鶴鳴，楊愛琴，等.雙活性基活性染料真絲綢染色工藝研究[J]. 染料與染色， 2004，41（2）：105-108.

[5]林杰，劉志梅，魯孝俊，等.殼聚糖在柞蠶絲活性染料染色中的作用[J]. 絲綢， 2007（8）：45-48.

[6]高曉紅， 宋心遠(yuǎn). 水解活性染料對羊毛染色的研究[J]. 印染， 2004（5）：11-14.

[7]Peirce F T.“Hand”of Cloth as a Messurable Quantity [J]. Journal of Textile Institute，1930（21）：377-416.

（作者單位：丁歡、何勇、胡嵐，重慶市纖維檢驗(yàn)局；劉偉光，上海韓雄染料化工有限公司）endprint