張滇溪

（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織學(xué)院，江蘇常州 213164）

纖維素纖維表面在水中呈現(xiàn)負電性，但棉織物染色大部分都使用陰離子染料，纖維上的負電荷與陰離子染料會有排斥反應(yīng)，所以上染率一般都很低。活性染料是棉織物染色中最常用的染料，染色廢水的色度大，當染深色時污染更加嚴重。為了提高染料的上染率，通常在染浴中加入高濃度的電解質(zhì)，如NaCl 和NaSO4等，電解質(zhì)解離出正電荷吸附在纖維表面，這樣就可以增加纖維和染料之間的親和力，從而提高染料的上染率[1]。而過多的無機鹽會導(dǎo)致活性染料的溶解性降低，且染色結(jié)束后，這些無機鹽直接排入廢水，會帶來嚴重的環(huán)境污染問題。改變這種染色方式可以改善水污染，因此，從20 世紀30 年代開始，為了提高纖維素纖維與陰離子染料的直接性，科研學(xué)者提出了很多工藝方法。對纖維素纖維進行陽離子改性以提高染色能力吸引了許多科研學(xué)者的注意[2]。

酸性染料常用來染蛋白質(zhì)纖維，一般不用于纖維素纖維染色，因為上染率很低。酸性染料結(jié)構(gòu)上含有季銨陽離子，在酸性條件下季銨陽離子與染料結(jié)合以達到上色的目的。因此，對纖維素纖維進行化學(xué)改性，即用含有不同活性基團的反應(yīng)性陽離子改性劑（如活性鹵、環(huán)氧基、氨基或乙氧基）處理棉織物，與纖維素纖維形成共價鍵結(jié)合，在纖維素纖維上引入可以和酸性染料結(jié)合的陽離子基團，纖維素纖維對酸性染料的吸附力得以提升。棉織物的陽離子改性可以擴大纖維素纖維可用染料的范圍，如用熒光酸性染料染棉，增加了熒光纖維的品種，可滿足市場的需要，而且可以避免纖維素纖維用活性染料或直接染料染色時加入中性電解質(zhì)帶來的環(huán)境污染問題[3]。

張滇溪等[4]研究了弱酸性染料上染改性棉織物，但染色牢度較差。原因可能是：（1）改性劑性能較差，不能和染料實現(xiàn)有效結(jié)合；（2）改性工藝采用浸漬法，改性劑和棉織物結(jié)合較差。本研究對工藝進行改進：（1）自制陽離子改性劑；（2）使用浸軋法對棉織物進行改性，以期提高染料的上染性能。

1 實驗

1.1 材料與儀器

材料：經(jīng)煮煉、漂白的全棉織物（30 tex，180 g/m2）；二甲胺（分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司），環(huán)氧氯丙烷、二乙烯三胺（分析純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司），弱酸性黃。

儀器：JJ-1 增力電動攪拌器、SHA-C 水浴恒溫振蕩器（金壇恒豐儀器廠），HH-S11-1 電熱恒溫水浴鍋（上海華聯(lián)環(huán)境試驗設(shè)備公司恒昌儀器廠），JA2003Max200電子天平（上海精科天平），YB571Ⅱ摩擦牢度儀（溫州大榮紡織標準儀器廠），Color-Eye3100測色配色儀（Gretag Macbeth 公司），GYROWASH415水洗色牢度機（英國James H &Heal Co. Ltd.），DHG-9076A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）。

1.2 棉織物改性

陽離子改性劑的合成參考文獻[5]。

浸軋冷堆法改性工藝：改性劑120 g/L，氫氧化鈉44 g/L，浴比1∶4，兩浸兩軋，堆置16 h，充分水洗，烘干。

1.3 酸性染料染色工藝

染料用量2%，醋酸調(diào)節(jié)pH=5～6，浴比1∶20，40 ℃入染，升溫至80 ℃，染色30 min。

1.4 測試

1.4.1 上染率

采用722-n 型可見分光光度計，在所選用染料的最大吸收波長處測定染色前后染液的吸光度，按下式計算上染率：

式中，m、n分別為染色前后染液稀釋的倍數(shù)；A、A0分別為染色前后染液稀釋m、n倍后的吸光度。

1.4.2 耐皂洗色牢度

按GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗?zāi)驮硐瓷味取分械腂(2)實驗方法進行測定。根據(jù)GB/T 250—2008《紡織品色牢度試驗評定變色用灰色樣卡》和GB/T 251—2008《紡織品色牢度試驗評定沾色用灰色樣卡》進行評級。

1.4.3 勻染性

在織物上任取10 個點，用測色配色儀測出表觀色深K/S 值，然后計算出平均值和標準偏差（Sr）。標準偏差越小，則勻染性越好。

2 結(jié)果與討論

2.1 棉織物改性工藝優(yōu)化

2.1.1 陽離子改性劑用量

由表1 可知，陽離子改性劑用量低于120 g/L 時，隨著陽離子改性劑用量的增大，K/S值逐漸增大；陽離子改性劑用量高于120 g/L時，K/S值減小，所以陽離子改性劑用量選擇120 g/L。

表1 陽離子改性劑用量對改性棉織物K/S值的影響

2.1.2 改性溫度

由表2可知，隨著改性溫度的升高，K/S值逐漸減小?？赡苁菧囟冗^高引起了改性劑水解，故改性溫度定為室溫25 ℃。

2.1.3 改性時間

改性劑與棉織物反應(yīng)完全需要一定的時間。由表3 可知，16 h 之前，隨著改性時間的延長，K/S 值增大；16 h之后，隨著改性時間的延長，K/S值變小，說明反應(yīng)已經(jīng)基本完全。確定改性時間為16 h。

2.2 上染率

染色前后染液各稀釋16倍后的吸光度如表4所示。

表4 染色前后染液各稀釋16倍后的吸光度

以波長為橫坐標，吸光度為縱坐標，根據(jù)表4繪制染色前后染液的吸光度曲線如圖1所示。

圖1 吸光度與波長的關(guān)系圖

由表4、圖1可以看出，染色前后染液的吸光度在波長為570 nm處達到峰值，染色前為0.701、染色后為0.140，上染率為80%。由此可以看出，棉織物在通過陽離子改性后，酸性染料可以很好的上染，且上染率較高。

2.3 棉織物的染色性能

由表5可以看出，改性棉織物的耐干摩擦色牢度與未改性棉織物的級數(shù)保持一致，但耐濕摩擦色牢度、耐皂洗色牢度較未改性棉織物下降了0.5 級。染色棉織物的標準偏差均較小，且目測染色均勻，沒有色花現(xiàn)象，說明改性棉織物的勻染性仍然較好。

表5 棉織物改性前后的染色牢度與勻染性

2.4 改性棉織物固色

為改善棉織物的染色牢度，選用無醛固色劑進行固色實驗。改性棉織物在含2%固色劑TF-506F的固色液中70 ℃處理30 min（浴比1∶50），水洗兩次，皂洗，烘干，色牢度結(jié)果見表6。

表6 固色前后改性棉織物的染色牢度

由表6可知，改性棉織物經(jīng)固色后，耐摩擦色牢度提高了0.5～1.0級，沾色牢度提高1.0級，達到服用要求。

3 結(jié)論

（1）改性棉織物用酸性染料染色，染料的上染率大大提高，可以節(jié)約染料；勻染性較好，耐干摩擦色牢度保持不變，但耐濕摩擦色牢度和耐皂洗色牢度下降了0.5級。

（2）棉織物改性優(yōu)化工藝：改性劑120 g/L，室溫堆置16 h。改性棉織物的酸性染料染色工藝：40 ℃入染，升溫至80 ℃，無鹽中性條件下染色30 min。

（3）經(jīng)固色處理后，改性棉織物的染色牢度達到國家標準。