徐華鳳，趙曉麗，王雪燕

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

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蛋白類防沾助劑在活性染料染色棉織物上的應(yīng)用

徐華鳳，趙曉麗，王雪燕

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

摘要：采用自制的復(fù)配蛋白類防沾色助劑對(duì)活性染料染色的棉織物進(jìn)行皂洗后處理，通過(guò)單因素變量法，優(yōu)化出該助劑對(duì)活性染料染色棉織物的最佳皂洗工藝條件為：防沾色助劑用量為25g/L，碳酸鈉用量為2g/L，肥皂3g/L，處理溫度80℃，處理時(shí)間20min，浴比1:30。經(jīng)過(guò)防沾皂洗處理后，在保證色布耐皂洗色牢度的前提下具有良好的防沾色效果，但該助劑存在應(yīng)用量較大，需要進(jìn)一步深入研究。

關(guān)鍵詞：活性染料棉織物蛋白類防沾助劑皂洗

活性染料是紡織品染色和印花應(yīng)用最廣的一類重要染料，然而活性染料容易水解、造成染料利用率低，浮色多，尤其深濃色染料染色或印花的織物在皂洗過(guò)程中，洗滌下來(lái)的大量浮色、印花漿料、染色助劑等會(huì)轉(zhuǎn)移到洗浴中，形成了具有一定染料濃度、一定溫度和一定時(shí)間的染色條件，這就造成洗浴中的浮色染料在凈洗織物的不同染色部分之間，通過(guò)凈洗浴而相互轉(zhuǎn)移，特別是從有色部分向無(wú)色部分的顏色轉(zhuǎn)移，即所謂白地沾污[1-3]。皂洗后處理引起沾色，影響產(chǎn)品色牢度和質(zhì)量，因此防沾劑研究很重要[4]。在此背景下本文探討了自制復(fù)配蛋白類防沾色助劑的應(yīng)用工藝，有效的降低了浮色再沾污程度。該助劑由自制的陽(yáng)離子明膠蛋白助劑與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)復(fù)配而成，陽(yáng)離子明膠蛋白為一種含有環(huán)氧乙烷活性基,陽(yáng)離子季銨基團(tuán)和蛋白結(jié)構(gòu)的助劑。與洗滌液中脫落下來(lái)的染料作用力大于染料與纖維之間作用力，并使脫落的染料穩(wěn)定地分散于皂洗液中，防止染料重新沾污織物，進(jìn)而達(dá)到有效去除織物上殘余浮色。PVP分子中含有五元環(huán)和內(nèi)酰胺特殊結(jié)構(gòu)，而活性染料中的官能團(tuán)(如羥基、羧基、氨基)易于和內(nèi)酰胺發(fā)生締合作用，起到防沾污的效果，其在印染行業(yè)的應(yīng)用有很大前景。

1試驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑、材料

材料：經(jīng)煮練漂白的純棉織物：30×36；72×69

染料：活性藏青GG(上?？迫A染料工業(yè)有限公司)

試劑：自制蛋白類防沾色助劑 、氯化鈉(分析純)、純堿(分析純)、皂片(工業(yè)用)

儀器如下表：

表1　實(shí)驗(yàn)主要儀器及設(shè)備

1.2實(shí)驗(yàn)工藝流程

1.2.1棉織物處理工藝過(guò)程

純棉織物→染色→水洗→皂洗→60℃熱水洗→冷水洗

1.2.2活性染料常規(guī)染色處方與染色升溫曲線

(1)染色處方

染料4%(owf)

氯化鈉80g/L

碳酸鈉20g/L

浴比1:30

(2)染色升溫工藝曲線

圖1　活性染料染色的升溫工藝曲線

1.2.3染色織物皂洗工藝流程

將染色布與同質(zhì)量的白布縫合后放入配置好的皂洗液中，浴比 1:30,在 一定條件下處理一定時(shí)間，取出布樣，用 60℃熱水沖洗一次，再用冷水洗兩次，取出并拆開(kāi)縫合布,晾干。

1.3測(cè)試指標(biāo)

1.3.1防沾能力測(cè)試

分別測(cè)傳統(tǒng)工藝皂洗的沾色白布和防沾污皂洗的沾色白布的K/S值，分別記為K/S0和K/S1。

防沾污系數(shù)C/%=(1-K/S1/K/S0)×100

C>0表示有防沾污效果；C<0表示無(wú)防沾污效果。且C值越大表示防沾污效果越好，否則防沾污效果較差。

1.3.2耐皂洗色牢度測(cè)定

按照GB/T3921.3-2008《紡織品色牢度耐洗色牢度實(shí)驗(yàn)方法3》測(cè)試，然后采用“GB/T 250—2008 評(píng)定變色用灰色樣卡”和“GB/T 251-2008 評(píng)定沾色用灰色樣卡”分別評(píng)定變色與沾色牢度等級(jí)。

2結(jié)果與討論

用復(fù)配防沾助劑對(duì)染色棉織進(jìn)行防沾皂洗時(shí)主要受助劑用量，皂片用量，碳酸鈉用量，皂洗溫度以及皂洗時(shí)間這幾個(gè)因素的影響，因此實(shí)驗(yàn)采用單因素變量法優(yōu)化出了防沾助劑對(duì)染色棉織物皂洗防沾的最佳工藝條件。

2.1助劑用量的優(yōu)選

棉織物用4%(o.w.f.)活性藏青進(jìn)行染色后，改變助劑的用量，皂片用量2g/L，碳酸鈉用量為2g/L，95℃處理15min后，晾干后測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　助劑用量對(duì)防沾色效果和耐皂洗色牢度的影響

從表2可以看出，傳統(tǒng)工藝皂洗后沾色白布的K/S值較大，說(shuō)明染料對(duì)棉織物沾色較多，加入助劑后，染料對(duì)白布的沾色明顯減少，且織物的耐洗色牢度保持不變。另外，隨著助劑用量的增加，其防沾色效果更好，用量為25g/L時(shí)防沾色效果最好。添加助劑后防沾色效果明顯提高的主要原因是復(fù)配物防沾助劑與洗滌液中脫落下來(lái)的染料作用力大于染料與纖維之間作用力，并使脫落的染料穩(wěn)定地分散于皂洗液中，防止染料重新沾污織物，進(jìn)而達(dá)到有效去除織物上浮色，保證產(chǎn)品色牢度，并有效減少皂洗過(guò)程中對(duì)白布的沾色。當(dāng)其助劑用量較小時(shí)，助劑優(yōu)先吸附到染色棉織物上，阻止浮色染料的去除，同時(shí)助劑吸附到白色棉織物上，使其陽(yáng)離子化，進(jìn)而增大對(duì)脫落染料的吸附作用力，使白布沾色嚴(yán)重，使其防沾效果不是很明顯，當(dāng)助劑用量達(dá)到一定時(shí)，絕大部分水解染料會(huì)被助劑穩(wěn)定分散在皂洗液中，表現(xiàn)出最好的防沾效果，繼續(xù)增加助劑的用量，其防沾效果無(wú)明顯變化，因此，助劑用量確定為25g/L。

2.2皂片用量的優(yōu)選

棉織物用4%(o.w.f.)活性藏青進(jìn)行染色后，改變?cè)砥昧浚鷦┯昧?5g/L，碳酸鈉用量為2g/L，95℃處理15min后，晾干后測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)下頁(yè)表3所示。

表3　皂片用量對(duì)防沾色效果和耐皂洗色牢度的影響

由表3可以看出，皂片用量對(duì)防沾色效果的影響較小，但是對(duì)于浮色染料的去除有較大的作用，因此皂片的作用主要作為凈洗劑來(lái)去除染色織物上的浮色。因此綜合考慮浮色的去除率和防沾色效果，選擇肥皂的用量為3g/L。

2.3碳酸鈉用量的優(yōu)選

固定助劑用量為25g/L，皂片用量3g/L，改變碳酸鈉用量，95℃處理15min后，晾干測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表4所示。

表4碳酸鈉用量對(duì)染色棉織物防沾效果和耐皂洗色牢度的影響

碳酸鈉用量(g/L)白布沾色K/S值皂洗前后ΔK/S值防沾色系數(shù)C/%耐洗色牢度/級(jí)變色棉沾00.2151.40747.8834410.2001.50853.3804～54～520.1932.00455.0124～54～530.2002.12153.3804～54～540.1982.04253.8464～54～550.2072.14551.7484～54～560.2172.30749.4174～54～570.2092.31851.2804～54～5

從表4可以看出，在皂洗液中加入少量的碳酸鈉可以獲得更好的防沾效果，且皂洗后色布的浮色去除較多，但加入量多卻使防沾效果變差，其主要是由于添加碳酸鈉后，皂洗液pH值由中性變化成堿性，有利于織物表面未固著的染料水解下來(lái)，但當(dāng)其用量增大時(shí)，會(huì)促進(jìn)助劑的水解，使其失去結(jié)合染料的作用。另外，碳酸鈉用量太大也可能會(huì)使染料與纖維之間共價(jià)鍵斷裂，使水解染料増加。所以碳酸鈉用量増加，白布沾色嚴(yán)重，而且還會(huì)產(chǎn)生污染。因此，碳酸鈉的最優(yōu)用量確定為2g/L。

(4)皂洗溫度的優(yōu)選

固定防沾助劑用量25g/L，肥皂用量3g/L，碳酸鈉用量2g/L,在不同溫度下處理,15min后，晾干測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表5所示。

表5溫度對(duì)染色棉織物防沾效果和耐皂洗色牢度的影響

溫度(℃)白布沾色K/S值皂洗前后ΔK/S值防沾色系數(shù)C/%耐洗色牢度/級(jí)變色棉沾400.3101.69727.73944500.3032.42529.3714～54～5600.2812.57634.4994～54～5700.2752.75935.8974～54～5800.2162.88749.6504～54～5900.2302.96246.3874～54～51000.2463.01442.6574～54～5

從表5可以得出，升高皂洗溫度有助于白布防沾和染色織物浮色的去除，溫度為80℃時(shí)防沾色效果最好。但隨著溫度的繼續(xù)升高，會(huì)使助劑水解速率増加，減少對(duì)水解染料的作用。另外，溫度的升高也會(huì)使染料動(dòng)能増加，再沾污白色棉織物的能力就有所增大。所以綜合考慮白布沾色、浮色去除和耐皂洗色牢度，最優(yōu)皂洗溫度確定為80℃。

2.5皂洗時(shí)間的優(yōu)選

固定防沾助劑用量為25g/L，肥皂用量3g/L，碳酸鈉用量2g/L,在80℃下皂洗處理不同的時(shí)間后，晾干測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表6所示。

表6時(shí)間對(duì)染色棉織物防沾效果和耐皂洗色牢度的影響

時(shí)間/min白布沾色K/S值皂洗前后ΔK/S值防沾色系數(shù)C/%耐洗色牢度/級(jí)變色棉沾100.2482.,18342.1074～54～5200.2152.87949.9044～54～5300.2382.89344.4994～54～5400.2482.91741.2664～54～5500.2653.09938.2664～54～5600.2753.26238.8974～54～5

從表6可以看出，隨著皂洗時(shí)間的増加，有利于浮色的去除，白布的沾色反而増加，在20min時(shí)防沾效果最好，其主要原因可能是由于皂洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，其皂洗液中脫落的水解染料増加，而助劑的量是一定，結(jié)合水解染料的作用力就一定，使得一些水解染料又重新沾染到白棉織物上，從而白布沾色嚴(yán)重。另外，處理時(shí)間太短，如第1組處理10min,可能會(huì)導(dǎo)致染色織物的浮色未去除干凈，水解染料還沒(méi)及時(shí)跟助劑結(jié)合就沾染到白棉織物上，導(dǎo)致白布沾色増加。因此，綜合考慮，最優(yōu)處理時(shí)間確定為20min。

3結(jié)論

(1)復(fù)配蛋白類防沾助劑對(duì)活性染料染色棉織物的防沾皂洗工藝：復(fù)配助劑用量為25g/L，碳酸鈉用量為2g/L，肥皂3g/L，處理溫度80℃，處理時(shí)間20min，浴比1:30。

(2)防沾色皂洗后處理對(duì)染色棉織物的耐洗色牢度沒(méi)有產(chǎn)生不良影響，

(3)通過(guò)沾色白布的防沾色系數(shù)可以看出此蛋白類防沾色助劑具有良好的防沾色效果，能夠有效的降低白地沾污。

(4)該復(fù)配蛋白類防沾色助劑用量較大，需要進(jìn)一步的研究探索。

參考文獻(xiàn)

[1]馬琳山, 張傳信. 活性染料染色沾色問(wèn)題探討——9202低溫高效凈洗劑的應(yīng)用[J].上海紡織科技,1996,24(2):48-50.

[2]王百惠，王雪燕.活性染料防沾色皂洗劑的探討[J].染整技術(shù)，2014，36(4):30-34

[3]唐增榮.印染防沾污技術(shù)與生產(chǎn)應(yīng)用[J].印染助劑，2002，19(5):24-27.

[4]徐華鳳，王雪燕.活性染料蛋白類防沾色劑的制備[J]，成都紡織高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2014，32(4)：38-41.

Application of Protein Anti-staining Agent in Cotton Fabric with Reactive Dyes

XUHua-feng,ZHAOXiao-li,WANGXue-yan

(School of Textile and Materials, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048)

Abstract:The cotton fabric dyed by reactive dyes was treated after soaping with self-made compound protein anti-staining agent. By adopting single factor variable method, the optimal soap washing process for such fabric was got: dosage of anti-staining agent was 25g/L, dosage of sodium carbonate was 2g/L, soap was 3g/L, processing temperature was 80 centigrade, processing time was 20min and bath ratio was 1:30. After anti-staining soaping process, the fabric has good anti-staining effect with good washing fasting and color fastness properties. At the same time, the dosage of such agent was too large which needed further research.

Key words:reactive dyecotton fabricprotein anti-staining agentsoaping

中圖分類號(hào)：TS193.631

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-5580(2016)01-0066-04

通訊作者：王雪燕(1963-)，女，教授，碩士生導(dǎo)師。

收稿日期：2015-09-11

第一作者：徐華鳳(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：紡織品化學(xué)加工新材料、新工藝的理論及應(yīng)用。