光穩(wěn)定劑對(duì)滌綸超細(xì)纖維織物耐光色牢度的影響探析

文/高小華

光穩(wěn)定劑和耐曬分散染料進(jìn)行同浴染色環(huán)節(jié)，存在一定競(jìng)?cè)粳F(xiàn)象，相比較單獨(dú)上染時(shí)的上染率都有所下降，織物的K/S值也略有降低，不過(guò)基本不會(huì)對(duì)其色光以及染色均勻性產(chǎn)生影響。在加入光穩(wěn)定劑后，染色織物的耐光色牢度有所提高，以UV-531的提升效果最為明顯。

引言

近年來(lái)，隨著消費(fèi)水平的提高，消費(fèi)者對(duì)于紡織品的性能要求越來(lái)越高，超細(xì)纖維隨之誕生，并且得到了迅速發(fā)展。滌綸超細(xì)纖維在剛剛出現(xiàn)時(shí)，主要是作為人造麂皮的原料，在發(fā)展過(guò)程中因?yàn)楸旧韮?yōu)越的性能，逐漸在仿真絲、超高密織物以及高性能清潔布等高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。不過(guò)，因?yàn)槌?xì)纖維單絲線密度較小，存在顯色性差、勻染性差以及色牢度差等問(wèn)題，需要加入光穩(wěn)定劑來(lái)提升其耐光色牢度，避免產(chǎn)品在使用過(guò)程中出現(xiàn)光老化或者光褪色的現(xiàn)象。

1 試驗(yàn)環(huán)節(jié)

1.1 材料與試劑

滌綸超細(xì)纖維織物相關(guān)參數(shù)：75D/72F，155.6g/m2，預(yù)先進(jìn)行前處理、拉毛以及堿減量。試劑則選擇安諾可隆藍(lán)HRD、勻染劑TF-215，表面活性劑NP-10、高溫型分散劑DPL以及幾種紫外線吸收劑（UV-328、UV-531、UV-P）和受阻胺光穩(wěn)定劑LS-770。

1.2 儀器設(shè)備

在試驗(yàn)中需要用到的儀器設(shè)備包括紫外光加速老化試驗(yàn)機(jī)（QUV/SPRAY）、測(cè)色配色儀（SF600X）、耐日曬色牢度儀（Q-Sun Xe-1B）、紫外分光光度計(jì)（Lambda35）、行星式球磨機(jī)（QM-ISP04）、紅外染色劑（IR-12）以及連續(xù)式焙烘機(jī)（M-6）[1]。

1.3 試驗(yàn)方法

一是制備光穩(wěn)定劑分散液，選擇2g光穩(wěn)定劑、15% 表面活性劑N-10和10%分散劑DPL，加入40mL水中，充分?jǐn)嚢?，然后放入行星式球磨機(jī)中，設(shè)定轉(zhuǎn)速為600r/min，研磨時(shí)間5h，將充分研磨后的分散液倒入250mL容量瓶?jī)?nèi)定容；二是光穩(wěn)定劑上染，參照分散染料的染色方法，利用紅外染色劑，依照配方對(duì)光穩(wěn)定劑分散液進(jìn)行量取，加入勻染劑TF-215后，將入染溫度控制為40℃，然后以每分鐘1℃的速度，逐漸加熱到130℃，保溫半小時(shí)后以同樣的速度降溫到80℃，將織物取出進(jìn)行水洗、烘干、定型處理；三是同浴染色，利用2%染料、X%光穩(wěn)定劑以及1g/L的分散劑和勻染劑，將浴比調(diào)整為1:10，利用醋酸將pH值調(diào)整為弱酸性（4～5）。同樣將入染溫度控制為40℃，以每分鐘1℃的速度，逐漸加熱到130℃，保溫半小時(shí)后以同樣的速度降溫到80℃，將織物取出，利用2g/L的氫氧化鈉溶液及保險(xiǎn)粉，在1:20的浴比條件下，進(jìn)行還原清洗，清洗時(shí)間20min，之后進(jìn)行水洗、烘干、定型處理[2]。

1.4 測(cè)試方法

一是單獨(dú)應(yīng)用光穩(wěn)定劑的上染率測(cè)定，可以采用殘液法，對(duì)初始染液與上染殘液進(jìn)行稀釋后，分別稱取5mL，放入25mL容量瓶?jī)?nèi)，利用DMF進(jìn)行定容，然后結(jié)合紫外分光光度計(jì)來(lái)對(duì)最大吸收波長(zhǎng)下的吸光度進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算公式為：

其中，α表示上染率；A0和A1表示最大吸收波長(zhǎng)下的吸光度；n1和n2分別表示上染殘液與初始染液的稀釋倍數(shù)。

二是同浴染色上染率測(cè)定?？紤]光穩(wěn)定劑與耐曬分散染料都會(huì)被紫外區(qū)吸收，染料可能會(huì)對(duì)光穩(wěn)定劑在紫外區(qū)的吸光度產(chǎn)生干擾，因此選擇雙波長(zhǎng)分光光度法對(duì)上染率進(jìn)行測(cè)定。

三是染色均勻性測(cè)試，可以利用測(cè)色配色儀，設(shè)置相關(guān)參數(shù)為：D65光源、10°視角、0%紫外透過(guò)率，對(duì)滌綸超細(xì)纖維織物的染色均勻性進(jìn)行測(cè)定，勻染度計(jì)算公式為：

其中，S(r)表示均染度，X表示紫外透過(guò)率為0%條件下測(cè)定刷毛后染色織物絨面的K/S值。勻染度越小，則勻染性越好。

四是耐光色牢度測(cè)試，可以參考《紡織品耐光色牢度》（AATCC 16-2004）中的相關(guān)條件，將滌綸超細(xì)纖維織物放置在耐日曬色牢度儀中，調(diào)整黑板溫度為63℃，箱體溫度43℃，輻照度1.10W/m2/nm，相對(duì)濕度35%，使用連續(xù)式氙弧燈照射24h，然后對(duì)試驗(yàn)前后的色差進(jìn)行測(cè)定，參考灰色變色樣卡，在標(biāo)準(zhǔn)光源下進(jìn)行評(píng)級(jí)[3]。

2 結(jié)果與討論

2.1 光穩(wěn)定劑對(duì)于織物的上染性能

在不添加染料的情況下，利用光穩(wěn)定劑分散液?jiǎn)为?dú)上染滌綸超細(xì)纖維織物，在溫度上升過(guò)程中達(dá)到不同上染溫度的時(shí)刻進(jìn)行取樣，測(cè)定上染率，研究溫度對(duì)于光穩(wěn)定劑上染率的影響，具體結(jié)果如圖1所示。

圖1 染色溫度對(duì)光穩(wěn)定劑上染率的影響

結(jié)合圖1分析，當(dāng)溫度超過(guò)90℃后，上染溫度較玻璃化溫度更高，光穩(wěn)定劑能夠大量進(jìn)入到超細(xì)纖維內(nèi)部，因此上染率較高；伴隨著溫度的升高，光穩(wěn)定劑對(duì)于超細(xì)纖維吸附擴(kuò)散的程度會(huì)有所增加，上染率也會(huì)增大?？紤]滌綸分子中存在大量羰基，會(huì)與光穩(wěn)定劑供質(zhì)子基形成氫鍵，兩者所具備的良好的親和性使得光穩(wěn)定劑對(duì)于滌綸超細(xì)纖維有著較高的上染率，同浴染色可行性好[4]。

2.2 光穩(wěn)定劑與耐曬分散染料同浴染色

一是對(duì)上染率的影響。在同浴染色中，因?yàn)槭茏璋饭夥€(wěn)定劑LS-770在紫外可見(jiàn)光區(qū)沒(méi)有吸收，上染率難以測(cè)定，因此僅討論紫外線吸收劑與染料上染率的相互影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。由此可以看出，不同光穩(wěn)定劑與HRD進(jìn)行同浴染色，上染率并沒(méi)有出現(xiàn)明顯變化，也就是說(shuō)，加入光穩(wěn)定劑后，染料上染率受到的影響極小，紫外線吸收劑在同浴染色環(huán)節(jié)，上染率出現(xiàn)了明顯下降，分析原因，主要是吸收劑與染料之間存在競(jìng)?cè)粳F(xiàn)象，吸收劑的分子量越小，其分子越容易被吸附到滌綸超細(xì)纖維織物中，上染率也就越高。

圖2 同浴染色中光穩(wěn)定劑與染料上染率

二是對(duì)染色效果的影響。對(duì)比同浴染色與單獨(dú)染色的結(jié)果，分析光穩(wěn)定劑對(duì)染色織物色光、染色均勻性等的影響，可以明確的是，光穩(wěn)定劑與耐曬分散染料同浴染色中，織物的K/S值較單獨(dú)染色都有所減小，不過(guò)減小幅度并不大，光穩(wěn)定劑的加入，能夠降低織物對(duì)于染料的吸附量，繼而引發(fā)染色織物表觀得色量的降低，4種光穩(wěn)定劑對(duì)于染色均勻性和色光的影響都相對(duì)較小，色差變化也不大，則實(shí)際應(yīng)用中是基本沒(méi)有影響的。

三是對(duì)光褪色色差的影響。將光穩(wěn)定劑和耐曬分散染料同浴染色織物和分散染料單染織物放入紫外光加速老化儀中，開展相應(yīng)的光褪色試驗(yàn)，依照試驗(yàn)前后色差的變化，分析光穩(wěn)定劑對(duì)染色織物耐光色牢度的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，光褪色試驗(yàn)后，織物的K/S值都有一定減小，產(chǎn)生了不同程度的色差，換言之，織物表面發(fā)生了褪色情況，相比較而言，加入光穩(wěn)定劑后，織物的色差程度更小，表明光穩(wěn)定劑能夠在提升染色織物的耐光色牢度，而且對(duì)比幾種不同的光穩(wěn)定劑，UV-531的提升作用最為明顯，綜合分析后，選擇UV-531和LS-770開展后續(xù)研究。

2.3 光穩(wěn)定劑對(duì)織物耐光色牢度影響

為了能夠更好地對(duì)日光進(jìn)行模擬，將同浴染色織物依照上文提到的方法，進(jìn)行耐光色牢度測(cè)試，檢測(cè)前后色差，同時(shí)利用灰色變色樣卡進(jìn)行評(píng)級(jí)，結(jié)合評(píng)級(jí)結(jié)果，對(duì)織物的耐光色牢度進(jìn)行表征。試驗(yàn)結(jié)果表明，在加入光穩(wěn)定劑后，織物的耐光色牢度提高，其中，耐曬分散染料與吸收劑UV-531的同浴染色能夠提高耐光色牢度0.5個(gè)級(jí)別，復(fù)配光穩(wěn)定劑則能夠提高耐光色牢度一個(gè)級(jí)別，相比較單一紫外線吸收劑的作用更加明顯[5]。

3 結(jié)論

在滌綸超細(xì)纖維織物染色中，光穩(wěn)定劑本身具備的良好親和性能夠提高上染率，使得其與分散染料的同浴染色具備一定可行性。同時(shí)光穩(wěn)定劑和耐曬分散染料進(jìn)行同浴染色環(huán)節(jié)，存在一定競(jìng)?cè)粳F(xiàn)象，相比較單獨(dú)上染時(shí)的上染率都有所下降，織物的K/S值也略有降低，不過(guò)基本不會(huì)對(duì)其色光以及染色均勻性產(chǎn)生影響。在加入光穩(wěn)定劑后，染色織物的耐光色牢度有所提高，以UV-531的提升效果最為明顯。