染座剂改性棉织物活性染料的染色性能.pdf
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1、第3 l 卷第5 期 2 0 1 0 年5 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 3 1 ,N o 5 M a y ,2 0 1 0 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 1 0 ) 0 5 0 0 7 4 0 6 染座剂改性棉织物活性染料的染色性能 刘丽军,姚金波,李许可,梁峰华 ( 天津工业大学纺织学院,天津3 0 0 1 6 0 ) 摘要为减少活性染料染色过程巾无机盐的用量,用染座剂对棉织物进行改性以增加棉纤维上的染座数目。研 究棉织物经染座剂改性后对活性染料染色性能的影响,包括改性对碱用量和加
2、入时间的影响,对无机盐用量的影 响,对上染速率的影响,对染色牢度、匀染性和色光的影响等。结果表明,改性棉织物对活性红R 0 2 的吸附符合 L a n g m u i r 模型,L a n g m o i r 吸附常数K 和饱和吸附量5 都随温度升高而降低,染座剂改性后最佳碱用量减少,碱加入 时间与常规染色一致,染色时无机盐质量分数可以减少4 0 6 0 ,上染速率增加,染色牢度和匀染性有所改善,色 光不受影响。 关键词染座剂;改性;染色性能;活性染料;棉织物 中图分类号:T S1 9 3 6 3 2文献标志码:A D y e a b i l i t yo fc o t t o nf a b
3、r i cm o d i f i e dw i t hd y e - s i t ei m p r o v e r L I UL O u n ,Y A OJ i n b o ,L IX u k e ,L I A N GF e n g h u a ( S c h o o lo fT e x t i l e s ,T i a n j i nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y ,n n n j i n 3 0 0 16 0 ,C h i n a ) A b s t r a c tT or e d u c et h ea m o u n to fs a l
4、 ti nd y e i n gc o t t o nw i t hr e a c t i v ed y e s ,t h ed y e s i t ei m p r o v e rw a s u s e dt oi m p a r tc o t t o nf i b e r si n c r e a s e dd y e s i t e s T h ee f f e c t s o fm o d i f i c a t i o nw i t hd y e s i t ei m p r o v e ro nt h e d y e a b i l i t yo fc o t t o nf a b
5、 r i cw e r ei n v e s t i g a t e d ,i n c l u d i n ge f f e c t so na l k a l i n ec o n c e n t r a t i o na n da d d i n gt i m e , s a l tc o n c e n t r a t i o n ,d y e - u p t a k er a t e ,c o l o rf a s t n e s s ,l e v e ld y e i n gp r o p e r t ya n dh u eo ft h ed y e df a b r i c T h
6、 e r e s u l t ss h o wt h a tt h ea b s o r p t i v eb e h a v i o ro ft h em o d i f i e dc o t t o nd u r i n gd y e i n gw i t hR e a c t i v eR e dR 0 2w a s c o n f o r m e dw i t hL a n g m u i r - t y p ea d s o r p t i o nc u r v e ,a n da d s o r p t i o nc o n s t a n t ( K ) a n ds a t u
7、 r a t e da d s o r b i n g c a p a c i t y ( S ) d e c r e a s e da l o n gw i t hr i s i n g o f t h et e m p e r a t u r e T h ed y e - s i t ei m p r o v e rm o d i f i e dc o t t o n n e e d e dl e s sa l k a l i n e ,l e s ss a l t ( r e d u c e db y4 0 一6 0 o nw e i g h t ) ,e x h i b i t e d
8、a c c e l e r a t e dd y e u p t a k e r a t e ,i m p r o v e dc o l o rf a s t n e s sa n dl e v e ld y e i n gw i t h o u ta f f e c t i n gt h es h a d e A st oa d d i n gt i m eo fa l k a l i ,i t w a ss i m i l a rt ot r a d i t i o n a ld y e i n gp r o c e s s K e yw o r d sd y e s i t ei m p
9、 r o v e r ;m o d i f i 6 a t i o n ;d y e a b i l i t y ;r e a c t i v ed y e ;c o t t o nf a b r i c 为减少无机盐的用量,人们正在不断深入研究 活性染料低盐和无盐染色的各种途径。其中,对纤 维素纤维进行改性,使其阳离子化或氨基化是实现 低盐或无盐染色的有效途径。如文献 1 先将棉纤 维氧化,使C 一2 和C 一3 键断裂生成2 个醛基,然 后用含有多个氨基的超支化聚合物( H B P N H :) 对 氧化纤维进行改性,改性织物可以实现活性染料的 无盐染色,且匀染性和染色牢度都有所提高,但氧
10、化 纤维的断裂强度有较大的下降,且氧化工艺不易控 制,此种方法实现工业化有一定难度;文献 2 利用 表氯醇和乙二胺对麻纤维进行改性,将氨基接到麻 纤维上,使纤维氨基化,由于氨基的活性比羟基大得 多,用活性染料对改性织物进行染色时,染样的颜色 强度大为提高,但改性工艺复杂,过程繁琐,工业化 也存在问题;文献3 8 利用不同的方法对纤维素 纤维进行改性,实现活性染料的低盐或无盐染色,但 由于改性成本高和工艺不易控制等方面的原因,活 性染料的低盐或无盐染色至今没有实现工业化 收稿日期:2 0 0 9 0 5 一O l 修回日期:2 0 0 9 0 8 1 8 作者简介:刘丽军( 1 9 8 3 一)
11、 ,男,硕士生。研究方向为纺织品低盐染色等。姚金波,通讯作者,E - m a i l :j i n b o y a 0 1 9 6 4 y a h o o t o m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第5 期刘丽军等:染座剂改性棉织物活性染料的染色性能 7 5 生产。 本文主要通过染座剂对棉织物进行改性,在实 现活性染料低盐染色的基础上考察了改性对棉织物 各项染色性能的影响,包括改性对碱用量和加入时 间的影响,对无机盐用量的影响,对上染速率的影
12、 响,对染色牢度、匀染性和色光的影响等,为低盐染 色的工业化提供依据。本文用到的染座剂是一种含 反应型功能团的带有多个羟基的阳离子预聚体( 透 明的淡黄色液体) ,对棉织物进行前处理后,纤维上 的染座数目增加,并能使纤维阳离子化,从而提高棉 纤维对活性染料的吸附性和反应性,为棉织物染深 色时的低盐染色提供了可能。 1 实验部分 1 1 材料与药品 织物:经煮练和漂白的纯棉织物,面密度 为1 2 2g m 。 药品:染座剂( 广东德美精细化工股份有限公 司,含固量约为2 0 ) ;活性黑R K l 0 ,活性红R 0 2 , 活性黄3 R W ( 华孚控股有限公司提供) ;无水 N a :S O
13、 。和N a :C O ,( 天津科密欧化学试剂有限公司, 分析纯) 。 1 2 仪器 A C S - 2 4 型常温小样机( 电脑编程控制,设定振 动速率为4 0 循环m i n ,天津莱恩科技公司) ;S W 一1 2 型耐洗牢度试验机( 无锡县纺织仪器厂) ;3 1 3 3 9 型 摩擦牢度测试仪( 温州纺织仪器厂) ;D a t a c o l o rS F 6 0 0 电脑测色配色仪( D a t a c o l o r 公司生产) 。 1 3 实验方法 1 3 1 染座剂对棉织物的改性 染座剂对棉织物进行改性时,配制染座剂溶液 的质量浓度为3g L ,浴比为1 :2 0 ,织物在6
14、 0 下加 入到染座剂溶液中,之后恒温改性6 0r a i n 。改性结 束后充分水洗,室温晾干,以备下一步的染色。 1 3 2 染色过程 将经染座剂改性和未改性的织物在同等条件下 进行染色,所用染料分别为活性黑R K l 0 ,活性红 R 0 2 ,活性黄3 R W ,染料用量为0 1 0 ( O W f ) , N a :s O 。质量浓度为0 1 0 0e V E ,N a :C O ,质量浓度 为1 0 5 0g L ,染色工艺曲线见图1 。 1 3 3 吸附曲线的测定 在不加碱的条件下,改性与未改性织物于6 0 人染,吸附时间共1 0 0r a i n ,活性红R 0 2 用量为 N
15、 a 2 C O l 水洗( 6 0 8 0 5r a i n ) 4 皂洗( 皂粉2e e L ,浴比1 :2 0 ,9 8 “ C x I O r a i n ) 5 水洗 图1改性与未改性织物的染色工艺曲线 F i g 1 D y e i n gp r o c e s sC l l l eo fm o d i f i e da n do r i g i n a lf a b r i c s 4 ( O W f ) ,N a :S O 。质量浓度为5 0g L ,浴比为 1 :3 0 。每隔一定时间吸取染色残液,用U V - 2 1 0 P C S 型紫外可见分光光度计在染料的最大吸收波长
16、处测 其吸光度,按式( 1 ) 计算不同时间下染料对纤维的 上染率,得到上染率对时间的吸附曲线。 dd E 。:垫o 1 0 0 ( 1 ) A o l 式中:E 。为t 时间下的上染百分率;A 。为t 时间下空 白染液的吸光度;A 缸为t 时间下残液的吸光度。 1 3 4 上染速率曲线的测定 改性与未改性织物于6 0 入染,上染6 0r a i n 后 加入2 5g L 的N a :C 0 3 ,继续保温7 0r a i n ,活性红R 0 2 用量为4 ( O W f ) ,N a :S O 。质量浓度为5 0g L ,浴 比为I :3 0 。每隔一定时间吸取染色残液,用U V 2 1 0
17、 P C S 型紫外可见分光光度计在染料的最大吸收 波长处测其吸光度,按式( 1 ) 计算不同时间下染料 对纤维的上染率,得上染速率曲线。 1 3 5 吸附等温线的测定 在不加碱的条件下,将织物分别于3 0 、6 0 在 质量浓度为0 1 1e V E 的染液中染色1 2 0m i n ,然后 取出测试每个残液的吸光度,按式( 2 ) 计算不同染 料浓度下的上染率。 dd E ,:竺o 1 0 0 ( 2 ) A o 。 式中:E 。为C 浓度下的上染百分率;A 。为c 浓度下 空白染液的吸光度;A k 为c 浓度下残液的吸光度。 在此基础上计算纤维上的染料浓度 D ,和染 液中的染料浓度 D
18、 。及1 D ,和l D 。的值,分 别得 D ,与 D 。的关系曲线和1 D ,与l D 。 的关系曲线。 1 3 6 染色效果表征 染色织物颜色强度以K S 值表示,K S 值在 D a t a c o l o rS F6 0 0 电脑测色配色仪上以光源为D 6 5 和1 0 0 视角测得。 皂洗牢度和摩擦牢度分别按照G B T3 9 2 1 3 1 9 9 7 ( 纺织品色牢度试验耐洗色牢度和G B T 3 9 2 0 1 9 9 7 ( 纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度, 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWate
19、rmarkR to remove the watermark 7 6 纺织学报第3 1 卷 在S W 1 2 型耐洗牢度试验机和3 1 3 3 9 型摩擦牢度 测试仪上进行测试。 2 结果与讨论 2 1 碱加入时间和浓度 图2 示出改性与未改性织物在碱剂加入不同时 间和浓度下颜色强度的对比,所用染料为活性 2 3O 2 20 2 10 趔 塞 2 00 1 9 0 1 80 02 03 0 4 05 0 加入时间m i n ( a ) 碱加入时间 红R 0 2 。由图2 看到,改性与未改性织物相比,染色 时碱的最佳加入时间几乎不受影响,都是在染色 2 0r a i n 后加碱染样的K S 值达
20、最大,但经染座剂改 性后织物的K S 值明显提高( 如图2 ( a ) ) 。由图2 ( b ) 看出,织物改性后最佳碱剂质量浓度有所减小, 由未改性时的3 5g L 减少到改性后的2 5g L ,表明 织物经改性后可节约碱的用量,减少企业污染和 成本。 N a 2 C O 、质量浓度,( g L - I ) ( b ) N c 0 ,质量浓度 图2改性与未改性织物在不同碱剂加入时间和浓度下的颜色强度 F i g 2 C o l o u rs t r e n g t ho fm o d i f i e da n do r i g i n a lf a b f i cu n d e rd i f
21、 f e r e n tc o n d i t i o n ( a ) A d d i n gt i m eo fa l k a l i n e ;( b ) N a 2 C 0 3 m a s sc o n c e n t r a t i o n 2 2 无机盐浓度 图3 示出改性与未改性织物在不同无机盐浓度 下的颜色强度对比,染料用量为8 ( 0 W f ) 。可以 看到,改性与未改性织物相比,在不同盐用量下颜色 强度有很大程度的提高,对于活性黑R K I O 而言,改 趔 妻 N a 2 s o , 质量浓度( g L - I ) ( a ) 活性黑R K l 0 性织物在盐质量浓度为4
22、 0g L 时的K S 值与未改性 织物1 0 0g L 时的K S 值相当,表明改性后的织物在 用活性黑R K I O 染深色时,盐的用量可以减少6 0 。 而对于其他2 种染料( 活性红R 0 2 、活性黄3 R W ) , 改性也能减少盐用量达4 0 以上。 N 如S O 质量浓度,( g L - I ) ( ”活性红R 0 2 N a 2 S o J 质量浓童( g L 。) ( c ) 活性黄3 R W 图3改性与未改性织物在不同无机盐浓度下的颜色强度 F i g 3 C o l o u rs t r e n g t ho fm o d i f i e da n do r i g i
23、 n a lf a b r i cd y e dw i t hd i f f e r e n ts a l tc o n c e n t r a t i o n ( a ) R e a c t i v eB l a c kR K l 0 ;( b ) R e a c t i v eR e dR 0 2 ;( C ) R e a c t i v eY e H o w3 R W 2 3 染料用量 图4 示出改性与未改性织物在不同染料用量下 的颜色强度对比。在不同染料用量下,改性织物的 K S 值比未改性织物都有提高,且随染料用量的增 加,K i S 值提高的幅度增大,活性黄3 R W 提高的幅 度
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