戴樺根 曹穎 劉會

（嘉興職業(yè)技術學院嘉興 浙江嘉興 314001）

0 前言

尿素又名脲，是二氧化碳與氨在180℃-200℃大氣壓下的產(chǎn)物。尿素為白色晶體或者粉末，有潮解性，以1∶1溶于水，溶液呈弱堿性。尿素在紡織印染中可以做有機溶劑，用于溶解染料；也可以做吸濕劑，印染過程吸收蒸汽中的水分以利于染料充分與纖維起化學作用固著；亦可以做纖維膨脹劑等其他助劑。

活性染料色譜齊全，濕牢度高，手感柔軟，是印花過程中的主要染料，在各種織物上廣泛應用。目前大多數(shù)印花企業(yè)采用全料法工藝，因此尿素的用量非常大。我國《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年計劃綱要》明確提出氨氮減排10%的目標，因此市場需要無尿素或低尿素的新型染料和固色系統(tǒng)。

除了以公害對策基本法、大氣污染防止法、水質(zhì)污染防止法等為基礎的公害防止措施外，隨著對地球環(huán)保意識的提高，作為造成水質(zhì)污染（富營養(yǎng)化）物質(zhì)，即氮、磷系化合物，減少其用量已成為染色工業(yè)的課題。

尤其是，為了促進染料溶解和上染，在必須使用大量尿素的一氯三嗪型活性染料印花工廠中，減少尿素用量已成為當務之急的課題。在工業(yè)上氣蒸處理前對印花織物補充水分和用尿素替代物，作為降低尿素用量的一種措施已在進行試驗。

本文通過篩選出的各種助劑替代尿素對真絲綢進行單色和拼色印花，通過測試織物的K/S值、色差、色牢度和輪廓清晰度，找出能夠替代尿素，相對效果較好的助劑。

1 課題的研究背景及意義

本次試驗是在傳統(tǒng)活性印花染料的基礎上，對其吸濕劑的削減或者完全不用尿素，減少環(huán)境的污染，做到真正的環(huán)保綠色印花。

1.1 尿素的作用機理

在活性染料印花中，尿素是一種必不可少的助劑。尿素是吸濕劑，吸濕量可達24.4%。它又是助溶劑，用于調(diào)制染料，幫助溶解、穩(wěn)定色漿。它對活性染料的主要作用有以下三點：(1)活性染料分子中，雖然有親水的磺酸基團，已經(jīng)具有良好的溶解性，但由于印花制漿時，染料用量相應較高，而且浴比小，所以用尿素助溶還是需要的。(2)在活性染料印花后熱固時，尿素通過吸濕作用，促進纖維膨化，有利于染料的滲透，提高吸濕量。對熱固型的活性染料的得色效果比較顯著。(3)為色漿中的水分保留劑。一般尿素的最低用量為1%。當染料用量超過1%時，尿素用量與染料相等，或者再增加3%-5%。

1.2 削減尿素用量的方法

削減尿素用量的方法有：采用取代物質(zhì)、活性染料二相法印花、控制印花織物的濕度、無尿素的二浴冷軋堆染色法。但本試驗是采用取代物質(zhì)的方法削減尿素或替代尿素。

2 試驗準備

2.1 試驗材料 試劑 儀器

織物：真絲綢。

替代劑：尿素（工業(yè)）、甘油、三甘醇、四甘醇、雙氰胺、已內(nèi)酰胺、1/10GC。

染料：活性艷紅K-2G、活性黃M-3R、活性藍K-BD、活性藏青K-BF。

助劑：防染鹽S、碳酸氫鈉（分析純）、碳酸鈉（分析純）、液堿、氫氧化鈉、海藻酸鈉（工業(yè)）。

儀器：電子天平、恒溫水浴鍋、磁棒印花機、針板烘干機、高溫高壓蒸化機、小樣烘干機、計算機測配色儀。

2.2 工藝處方

數(shù)量（%）50 X 5 3成分8%海藻酸鈉水尿素/替代劑活性染料碳酸氫鈉防染鹽S 2.5 1

2.3 原糊的調(diào)制

比例：海藻酸鈉 8g+水 92ml

具體操作過程：量取92ml水于250ml燒杯中，加熱至80℃。將預先稱好的海藻酸鈉分多次撒入熱水中，邊撒邊攪拌，撒完后繼續(xù)攪拌30min，呈半透明糊狀為止，得到原糊。

2.4 色漿的調(diào)制

事先在19.25ml的水中溶解尿素（或其他的替代劑）和防染鹽S，再溶解活性染料得到混合液，過濾到25g的原糊中，充分攪拌至均勻，最后在臨用前加入堿劑。

2.5 工藝流程

調(diào)漿→印花→烘干→汽蒸（102~104℃，8min）→水洗→烘干→測色

3 測試方法

3.1 K/S值

用計算機測色配色儀測定印花后的織物的K/S值。表達式：（K/S）λ=（1-Rλ）2/2Rλ

3.2 色差

用計算機測色配色儀測定織物染色后的△E

3.3 耐摩擦牢度

參照GB／T 3920-1997《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測試用灰色樣卡評定干摩擦布和濕摩擦布的沾色級數(shù)。

3.4 粘度值

用數(shù)字式粘度計NDJ-8S測定色漿的粘度

4 結(jié)果與討論

4.1 尿素與替代劑對真絲綢活性染料單個染料印花品性能的影響

這些試劑在理論上可以當作吸濕劑，因此把這些吸濕劑按照工業(yè)上的用量替代尿素，調(diào)制色漿后對真絲綢進行活性染料印花，印花后與尿素相比得出以下數(shù)據(jù)：

表1 不同替代劑對真絲綢活性染料單色印花品K/S值的影響

表2 不同替代劑對真絲綢活性染料單色印花品△E的影響

從表1中可以看出三甘醇和甘油的K/S值是最接近尿素的K/S值，說明從得色量上看三甘醇和甘油是比較接近尿素的。

從表2中可以看出三甘醇和甘油的△E是最小的，說明三甘醇和甘油是比較接近尿素的且優(yōu)于其他四種吸濕劑。

4.2 尿素分別與甘油和三甘醇混合替代劑對真絲綢活性染料單個染料印花品性能的影響

根據(jù)第一個試驗，我們得出甘油和三甘醇的替代效果比較好，但是和傳統(tǒng)工藝尿素相比還是有一定的差距，因此將尿素分別與甘油和三甘醇混合作為替代劑，研究對真絲綢活性染料單個染料印花品性能的影響。

取尿素和甘油的混合比例分別為75%∶25%、50%∶50%、25%∶75%、15%∶85%、5%∶95%，調(diào)制色漿后對真絲綢進行活性燃料印花,印花后并與尿素相比得出以下數(shù)據(jù):

表3 尿素和甘油的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品K/S值的影響

表4 尿素和甘油的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品△E的影響

表5 尿素和甘油的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品l,a,b的影響

綜合從表3、4中可以看出，當甘油替代尿素的比例為25%~85%時效果還好，但是規(guī)律性不強，無法判斷具體是哪個比例效果最好，最接近尿素，除此之外，從K/S值上看，有幾個比例的值高于尿素，說明這幾個比例的替代劑的得色量明顯高于尿素。

取尿素和三甘醇的混合比例分別為75%∶25%、50%∶50%、25%∶75%、15%∶85%、5%∶95%，調(diào)制色漿后對真絲綢進行活性燃料印花，印花后并與尿素相比得出以下數(shù)據(jù)：

表6 尿素和三甘醇的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品K/S值的影響

表7 尿素和三甘醇的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品△E的影響

表8 尿素和三甘醇的不同混合比例對真絲綢活性染料單色印花品l,a,b的影響

綜合從表6、7中可以看出，三甘醇和甘油的替代效果差不多，當三甘醇替代尿素的比例為25%~85%時效果還好。從K/S值上看，有幾個比例的值高于尿素，其中對于活性黃M-3R來說，任何比例的K/S值都高于尿素，說明其替代劑的得色量明顯高于尿素。

4.3 階段性研究成果

傳統(tǒng)真絲綢印花蒸化使用的尿素可以采用三甘醇和甘油削減或者替代，其最佳削減的比例和替代劑的最佳使用量需要在后續(xù)研究中確定。

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