新型促染劑在滌綸常壓沸染中的應用

卜義夫，孔俊嘉，王淑琪，張延祥

（沈陽科技學院，遼寧沈陽 110167）

滌綸是應用較廣泛的合成纖維之一，被廣泛應用于服裝、家紡等領域［1］。但是由于滌綸本身結晶度高、纖維緊密，導致其染色較為困難，對染色過程的溫度和壓力有嚴格的要求。通常使用分散染料對滌綸進行染色，常用的染色方法有高溫高壓染色法、熱熔染色法、常壓沸染法等［2］。高溫高壓染色法和熱熔染色法的能耗較大，而且對染色設備也有較高的要求；而常壓沸染法工藝簡單，能耗低［3-4］，但是其染色效果不佳。將自制的促染劑KJ 應用于常壓沸染工藝中，提高了滌綸織物的染色效果；與高溫高壓染色法和熱熔染色法相比，促染劑的添加降低了染色溫度，達到了降低能耗的目的。

1 實驗

1.1 材料與儀器

材料：滌綸織物（75D×75D，河北琳綸紡織有限公司），氫氧化鈉（分析純，濟南祥泰化工有限公司），保險粉（分析純，江蘇云頂化工有限公司），促染劑KJ（實驗室自制），分散紅3B、分散藍ACE（工業(yè)級，山東省壽光市昌泰微納化工廠），丙酮（分析純，東莞市啟明化工有限公司），冰醋酸（分析純，濟南源飛偉業(yè)化工有限公司）。

儀器：HS 型高溫電腦程控染樣機（東莞博萊德儀器有限公司），LA-205 型熱定形機（山東德州宏力紡織機械有限公司），722 型摩擦色牢度測試儀、SW-24G 型耐洗色牢度測試儀（山東卡斯特儀器有限公司），752N 型紫外-可見分光光度計（濟南童鑫生物科技有限公司），DHG-9053A 型恒溫干燥箱（河北智眾機械科技有限公司），FA1004 型分析天平（紹興市景邁儀器設備有限公司），YG001B 型力學測試儀（武漢國量儀器有限公司），TDL-40B 型離心機（濟南鑫宇鑫醫(yī)療設備有限公司），CS-650 型分光測色儀（東莞市匯東科技有限公司）。

1.2 實驗工藝

1.2.1 工藝配方

分散染料染色：分散染料4%（omf），促染劑KJ 12%（omf），使用冰醋酸調節(jié)pH 為6～7，浴比20∶1。

還原清洗：氫氧化鈉2 g/L，保險粉2 g/L，浴比30∶1，80 ℃處理20 min。

1.2.2 工藝流程

浸漬預處理（70 ℃，10 min）→分散染料染色（100 ℃，40 min）→熱水洗→預烘（100 ℃，3 min）→焙烘（210 ℃，5 min）→還原清洗（80 ℃，20 min）→水洗→烘干。

常壓加促染劑沸染工藝曲線如下所示：

1.3 測試

表觀深度（K/S值）：選用分光測色儀在10°視野、D65光源的條件下測定滌綸織物K/S值，將滌綸織物折疊成4層，測3次取平均值。

上染百分率［5］：將未使用的染液和染色后殘液分別稀釋一定倍數，使用膠頭滴管分別吸取3 mL 未使用的染液和染色后殘液滴到10 mL 容量瓶中，加丙酮至容量瓶刻度線，使用紫外-可見分光光度計測定吸光度。上染百分率計算公式如下：

式中，Ai為染色后殘液稀釋ni倍后的最大吸收波長處的吸光度；A0為未使用的染液稀釋n0倍后的最大吸收波長處的吸光度。

耐摩擦色牢度：按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測試，采用GB/T 251—2008評定沾色用灰色樣卡進行評級。

耐皂洗色牢度：按照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》測試，采用GB/T 250—2008 評定變色用灰色樣卡和GB/T 251—2008 評定沾色用灰色樣卡分別評定變色和沾色級別。

斷裂強力：在滌綸織物上任取5 個測試點，使用力學測試儀測定每個點的斷裂強力，取平均值。

2 結果與討論

2.1 促染劑的特性與穩(wěn)定性

促染劑KJ 為無味的乳白色液體，可以用水以任意比例稀釋，pH 6.5，密度1.3 g/L，含固量為63.2%。將促染劑KJ 放置在外界環(huán)境中15 d，觀察發(fā)現促染劑KJ 未發(fā)生分層和渾濁現象，這說明促染劑KJ 的貯存穩(wěn)定性良好。將促染劑KJ 放入離心機中，分別以1 500、3 000、4 500 以及6 000 r/min 離心，離心后促染劑KJ 均未發(fā)生分層和渾濁現象，這說明促染劑KJ 具有良好的離心穩(wěn)定性。

2.2 促染劑用量對K/S值及上染百分率的影響

由圖1 可以看出，隨著促染劑KJ 用量的增加，滌綸纖維的上染百分率逐漸增大，促染劑KJ 用量超過10%（omf）后，滌綸織物的上染百分率變化緩慢；K/S值呈先增大后減小的趨勢，促染劑KJ 用量為12%（omf）時K/S值達到最大。這是由于促染劑KJ 既可以與分散染料作用，也可以與滌綸纖維作用，在促染劑KJ 用量低于10%（omf）時，隨著促染劑KJ 用量的增加，滌綸纖維對分散染料的吸附加強，染料在滌綸纖維上的擴散速度也加快，導致上染百分率不斷增大；隨著滌綸纖維對促染劑的吸附達到飽和，繼續(xù)加入促染劑會導致染料分子吸附在滌綸纖維表面，阻止了促染劑分子進入滌綸纖維內部，進而導致了促染劑用量超過10%（omf）后上染百分率增長緩慢。促染劑用量超過12%（omf）后，隨著促染劑KJ 與分散染料的作用，滌綸織物的K/S值下降?？紤]到企業(yè)生產成本以及能耗等因素，確定促染劑的最佳用量為12%（omf）。

圖1 促染劑用量對K/S值以及上染百分率的影響

2.3 促染劑用量對色牢度和斷裂強力的影響

由表1 可以看出，染色滌綸的耐摩擦色牢度隨著促染劑KJ 用量的增加而降低，而促染劑KJ 的加入對耐皂洗色牢度幾乎沒有影響。這是由于滌綸織物本身對分散染料具有吸附作用，隨著促染劑KJ 的加入，吸附能力和染料在滌綸內部的擴散速度不斷增大，但是滌綸織物對分散染料的吸附是有一定限度的，吸附飽和后分散染料只能吸附在滌綸織物的表面，無法進入纖維內部，在滌綸織物表面會形成一層染料層，水洗會洗去絕大部分的染料，但仍會有殘留，滌綸織物表面會出現浮色，導致染色織物的耐摩擦色牢度下降。

表1 促染劑對滌綸染色織物色牢度和斷裂強力的影響

隨著促染劑KJ 用量的增加，染色織物的斷裂強力提高。這是由于在促染劑KJ 的作用下，滌綸纖維分子間的作用力減小，在一定溫度下，纖維分子的排列更緊密，這使得滌綸織物在受到外界拉力作用下，不易發(fā)生因為應力集中而引起的織物斷裂。

2.4 常壓加促染劑沸染工藝與傳統(tǒng)工藝的對比

不同工藝下染色效果的對比見表2。

表2 不同工藝下染色效果的對比

由表2 可以看出，不同分散染料在常壓加促染劑KJ 沸染和傳統(tǒng)高溫高壓染色時，二者的染色效果接近，這說明促染劑KJ 具有較好的促染效果。促染劑KJ 的使用不僅解決了常壓沸染工藝染色效果差的缺點，并大大降低了染色溫度。

3 結論

常壓沸染工藝具有能耗低、染色溫度低、染色壓力低的優(yōu)點，加入促染劑KJ 后，滌綸織物采用常壓沸染工藝的染色效果與傳統(tǒng)高溫高壓染色工藝接近，促染劑KJ的最佳用量為12%（omf）。這說明促染劑KJ具有良好的促染效果，在保證染色效果的同時，實現了滌綸織物的低溫常壓染色，從而達到了節(jié)能減排的目的。