干紗絲光滲透劑的性能研究

杭彩云

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院 環(huán)境與材料工程系，江蘇 江陰 214405）

絲光滲透劑的性能不僅直接影響絲光的效果[1-2]，還會影響絲光后染色均勻性和染料利用率。尤其對于干紗絲光[3]，由于在間歇式絞紗絲光過程中，單根紗線排列緊密并具有一定的厚度，所以在絞紗接觸液堿的起始階段，滲透劑起著關(guān)鍵的作用。如果絲光滲透性能不好，將會出現(xiàn)表層紗線接觸液堿的時間長，內(nèi)部紗線接觸液堿的時間短，呈現(xiàn)出表層與中間紗線絲光效果的不一致；絞紗的厚度越厚，絲光的差異越大。因此在選擇干紗絲光滲透劑時，要求滲透時間盡可能短。此外，滲透劑的耐堿性能表現(xiàn)以及放置時間表現(xiàn)，還有滲透劑對絲光效果和染色性能的影響等都是篩選滲透劑需要研究的性能指標(biāo)。

1 試驗

1.1 材料及儀器

紗線：65s/2 燒毛紗（山東三陽紡織股份有限公司）。

藥品：32 波美度液堿（無錫敦合商貿(mào)有限公司），滲透劑LT、4028A、4032[科凱精細化工（上海）有限公司]，滲透劑CT（佛山晨輝化工有限公司），NATRON Ic new [卜賽特（寧波）化工有限公司]。

儀器：Datacolor 650（美國Datacolor 公司），F(xiàn)A2004電子天平（上海圣科儀器設(shè)備有限公司），YG020B 型電子單紗強力機（常州第二紡織機械有限公司），YG086縷紗測長機（南通三思機電科技有限公司），AS-24 常溫小樣染色機（佛山市亞諾精密機械制造有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 滲透時間的測定

常溫下配置含0、2、4、6、8、10g/L 滲透劑的28 波美度液堿溶液，將燒毛棉紗線繞成相同的形狀，投入液堿溶液中，采用秒表記錄燒毛棉紗線從接觸液堿溶液表面到完全潤濕的時間[4]，每組進行3 次試驗，然后取平均值。

1.2.2 耐堿性的測定

將含有滲透劑的燒堿溶液靜置24h 后觀察溶液表面的漂油情況、可見度[5]并按1.2.1 方法測定滲透時間。

1.2.3 絲光鋇值的測定

將絲光前后棉線，剪成小于5mm 的碎片，放進溫度為100～105℃的烘箱內(nèi)，烘4h 后迅速取出，放入干燥容器中平衡至室溫后準(zhǔn)確稱取2.000g，放入150ml帶塞的錐形瓶中，加入30mL 的0.25mol/L 氫氧化鋇溶液，浸泡2h，并不斷搖動。另外準(zhǔn)備一份做空白試驗用。從錐形瓶中吸取10mL 浸漬液放入50mL 錐形瓶中，加數(shù)滴酚酞指示劑，用0.1mol/L 的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，平行做2 次，按下式計算鋇值[6]。

鋇值=（V0-V1）/（V0-V2）

式中：V0—空白試驗消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）；

V1—絲光試樣浸漬液消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）；

V2—未絲光試樣浸漬液消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）。

1.2.4 染色

1.2.4.1 染色工藝處方（以深藏青為例）

活性染料HE4R 黃/%（omf） 0.110

活性染料HE3B 紅/%（omf） 0.172

活性染料HERD 藍/%（omf） 0.128

棉用勻染劑DY/（g·L-1） 1.0

元明粉/（g·L-1） 30

純堿/（g·L-1） 15

浴比 1∶15

1.2.4.2 染色工藝曲線

染色工藝曲線如圖1 所示。

圖1 染色工藝曲線

1.2.5 K/S 值、力份、色差測定

在Datacolor 測試配色儀上，分別以LT（4g/L）、CT6為標(biāo)準(zhǔn)樣，以CT4、CT6 為批次樣進行測色，每個試樣測5 次，記錄R%、力份、色差。

1.2.6 紗線強力測試

取5 個紗筒，每個紗筒在單紗強力機上測3 次，記錄斷裂強力、斷裂伸長率，然后取平均值。

2 結(jié)果及討論

2.1 滲透劑濃度對滲透時間的影響

不同濃度滲透劑燒堿溶液的滲透時間見圖2 和表1。從圖2 和表1 可以看出，燒毛棉紗線在未加滲透劑的燒堿溶液中的滲透性能很差，15min 后仍不能完全被潤濕，而加入滲透劑以后滲透性能明顯增強，并且隨著滲透劑濃度的提高，滲透時間更短，滲透性能更佳。在篩選的滲透劑中，LT 的滲透性能最好，在4g/L時平均滲透時間只有1.63s；其次是CT，在用量為4g/L時平均滲透時間能達到3.35s，6g/L 時能達到2.27s；而NATRON Ic new 的滲透性能最差，用量達到10g/L 時滲透時間仍大于5s，不能滿足生產(chǎn)的需要。

圖2 滲透劑濃度對滲透時間的影響

表1 滲透劑濃度對滲透時間的影響

2.2 滲透劑放置時間對滲透效果的影響

將含有4g/L 滲透劑的液堿溶液靜置24h 后，觀測液堿溶液表面現(xiàn)象和滲透效果，見表2。

表2 各滲透劑漂油等性能的測試結(jié)果

從表2 中可知，除滲透劑4032 和NATRON IC new 的漂油較少外，其他三種滲透劑都出現(xiàn)了較嚴(yán)重的漂油現(xiàn)象。但是可見度和起泡性指標(biāo)中，5 種滲透劑的表現(xiàn)基本相同。4g/L 滲透劑在液堿中放置24h 后的滲透時間比剛配置時的滲透時間要長，說明滲透劑的耐堿性受到一定的影響。對比5 種滲透劑放置24h 后的滲透效果，LT 的滲透時間仍然能控制在3s 之內(nèi)，能滿足生產(chǎn)要求。

2.3 滲透劑對絲光鋇值的影響

按1.2.3 試驗方法對LT 和CT 兩種不同濃度的滲透劑絲光后，測試紗線的絲光鋇值，結(jié)果見圖3。

圖3 不同滲透劑的絲光鋇值

從圖3 可知，LT 系列的滲透劑絲光效果較好，絲光鋇值可以達到130 左右，且隨著濃度的增加，有上升的趨勢；而CT 系列滲透劑絲光后的鋇值比較差，只有105 左右。絲光鋇值主要是用來衡量纖維素纖維經(jīng)過NaOH 處理之后吸附能力的大小，鋇值越高說明吸附能力越強，即纖維素纖維的無定型區(qū)占比越高。滲透劑的滲透效果不僅體現(xiàn)在棉紗線在液堿中的滲透時間，同時還表現(xiàn)為棉紗線在液堿中的收縮情況。濃度相同條件下，棉紗線在滲透劑LT 堿液中的收縮率比在滲透劑CT 堿中的收縮率大，纖維內(nèi)部的無定型區(qū)含量高，對氫氧化鋇的吸附能力強，對應(yīng)的鋇值高。

2.4 滲透劑對絲光紗線強力的影響

按1.2.6 方法對絲光后的棉紗線進行單紗強力測試，測試結(jié)果見表3。

表3 紗線絲光前后的性能指標(biāo)比較

從表3 中強力數(shù)據(jù)對比可以看出，棉紗線經(jīng)過絲光后斷裂強力和斷裂強度都有所增大，這主要是由于絲光后無定形區(qū)域的分子被拉得平直，同時纖維的扭曲減少，與纖維軸平行，取向度增加引起的；滲透劑LT系列和CT 系列的強力相近，都比燒毛紗提升10%左右，但斷裂伸長率都有所下降，紗線的韌性下降。

2.5 滲透劑對染色性能的影響

不同滲透劑絲光后棉紗線分別按1.2.4 方法進行染色，染色試樣在Datacolor 測色配色儀上測試R%、K/S值、色差和力份，結(jié)果見表4。

表4 絲光后染色性能比較

從表4 可知，以滲透劑LT 絲光染色的色紗為標(biāo)樣，滲透劑CT 絲光染色的色紗作為批次樣，滲透劑CT 絲光染色后的色紗K/S 值比LT 標(biāo)樣的K/S 值小，力份也不足，色差為4～5 級，說明絲光滲透劑對染色也產(chǎn)生了影響，這與絲光鋇值的比較結(jié)果一致。經(jīng)過滲透劑LT 絲光的棉紗線鋇值高，對染料的吸附性能好，染料上染率和固色率高，所以染色紗線的K/S 值大。

3 結(jié)語

在實驗所選用的5 種絲光滲透劑中，CT 系列的滲透劑滲透性能略低于LT 系列滲透劑的滲透性能，但均優(yōu)于其他種類的滲透劑；放置一定時間后，兩者都出現(xiàn)了漂油現(xiàn)象，影響了滲透時間，但是還能滿足生產(chǎn)對滲透時間的要求。LT 和CT 兩種滲透劑濃度增加對絲光鋇值、紗線強力以及染色性能的影響不明顯，因此從生產(chǎn)成本考慮，優(yōu)選濃度為4g/L。滲透劑LT 的染色性能優(yōu)于滲透劑CT，這與絲光滲透時間和絲光鋇值測試結(jié)果一致。