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竹/棉混纺织物活性染料染色使用代用碱固色的工艺探讨
陈林(苏州经贸职业技术学院，苏州215009)
摘要:通过代用碱TF－221和常规纯碱对活性染料浸染固色的对比实验，测定了碱剂在染色浴固着反应中pH值的动态变化值。通过染色K/S值、各项色牢度、上染速率的对比实验，讨论了代用碱TF－221在活性染料染色中代替纯碱作为固色剂的作用效果，并测定两种工艺染色后织物的强力变化，找到合适的固色工艺。实践证明:代用碱TF－221完全可以代替纯碱用于活性染料染色对竹/棉混纺织物染色时的固色，其固着浴pH值稳定范围符合活性染料的染色特征，可以获得与使用纯碱相当或高于的K/S值和染色牢度，且上色缓慢，起到匀染作用;染色后织物的强力无明显下降。
关键词:竹/棉纤维;活性染料;代用碱;K/S值
中图分类号:TQ619.2文献标识码:A文章编号:1672－1179(2014)01－32－04
竹纤维取材于天然的竹材，竹子的固有结构注定了它有着许多天然的优良的特性，而竹子的生产成本低廉，加之我国的竹资源丰富，因此，近年来竹纤维得到人们的大力开发应用。经研究发现，竹纤维纺织品比棉纤维纺织品具有一定的优势，不仅有良好的吸湿、导湿性，放湿性高于棉纤维，具有吸湿快干性能;另外，竹纤维的抗菌性、抗紫外线性能也优于棉、麻等纤维。但较之竹纤维，棉纤维更柔软，光泽更柔和，透气性更好，将竹、棉混纺能起到优势互补的效果。因此，近年来竹纤维和棉混纺纤维日益广泛地应用于内衣、床上用品。竹纤维和棉纤维在化学结构上同属于纤维素纤维，染色的上染机理基本相同，但容易产生色花，所以染色时须选择上染曲线相同、工艺条件适应范围广的染料。经研究，选择双异型活性基团的活性染料较为理想，据此，本文选用汽巴克隆黄FN－2Ｒ(CibacronYellowFN－2Ｒ/C.I.活性黄206)、汽巴克隆红FN－Ｒ(CibacronＲedFN－Ｒ/C.I.活性红238)、汽巴克隆蓝FN－Ｒ(CibacronBlueFN-Ｒ/C.I.活性蓝235)进行染色。
纯碱是常用的活性染料固色碱剂，固色效果好，但存在用量大、化料不方便(热水)、易结块堵塞管道等缺陷，而代用碱TF－221本身就是液体，无需化料，操作简便，上色又缓慢，所以匀染效果好，且由于用量少，固色后用少量的水就达到清洗目的，也不必酸洗，这样既降低成本，又有利于环保，可以说是既低碳又经济的生产工艺。本文即选用代用碱TF－221作为固色剂，对竹/棉混纺织物用活性染料进行染色，比较常规纯碱工艺，找到合适的代用碱TF－221固色工艺。
1·实验部分
1.1材料与药品
织物:竹/棉混纺织物(50/50)。
染料:汽巴克隆红FN－Ｒ、汽巴克隆黄FN－2Ｒ、汽巴克隆蓝FN－Ｒ。
固色碱剂:代用碱TF－221。
其它试剂:元明粉(工业)、匀染剂平平加O、ZJ－ＲH18皂洗粉(广州庄杰化工科技公司)。
注:代用碱TF－221(浙江传化股份有限公司)的物化性能:
主要成分缓冲有机碱复合物
技术指标:
外观淡黄色至棕黄色透明液体
含固量(%)≥40.0
pH值(1%水溶液)11.0～11.5
溶解性易溶于水
1.2仪器
pHS－3精密酸度计、H－24CF/1924振荡染色机、Datacolor－SF600测色配色系统、722型分光光度计、Y571BC染色摩擦牢度仪、SW－12A耐洗色牢度仪、LFY306汗渍色牢度仪、YG611L日晒气候色牢度仪、YG(B)026D－250型电子织物强力机。
1.3性能测试
1.3.1碱剂在染色浴固着反应中的pH动态变化值的测定
1.3.2染色深度
用Datacolor－SF600测色配色系统测定染色试样的K/S值，K/S值越大，得色量越高。
1.3.3各项染色牢度
用上述各牢度测试仪测定染色牢度，用评定变色用灰色样卡评级。
1.3.4上染速率
用722型分光光度计测试。
1.4染色工艺
(1)常规工艺处方
染料(o.w.f.)2%
平平加O1g/L
元明粉25g/L
纯碱15g/L
浴比1∶30
皂煮处方及条件
ZJ－ＲH18皂洗粉0.2g/L
皂洗温度60℃
皂洗时间15分钟
浴比1∶30
(2)代用碱TF－221工艺处方
染料(o.w.f.)2%
平平加O1g/L
元明粉x
代用碱TF－221y
浴比1∶30
皂煮处方及条件
ZJ－ＲH18皂洗粉0.2g/L
皂洗温度60℃
皂洗时间15分钟
浴比1∶30
1.5测试结果
1.5.1纯碱在染色浴固着反应中pH值的动态变化值
以汽巴克隆红FN－2Ｒ为例，测定碱剂在染色浴固着反应中的pH动态变化值，分别见表1、表2。
从表1可知，固色反应后pH值降幅为0.12，从表2可知，染浴固着反应前后的动态pH值变化值最大是0.21，最小是0.09，平均降幅为0.13。
由此可见，碱剂TF－221和纯碱的pH值动态变化值相近，具有良好的缓冲作用，其pH值稳定范围符合活性染料上染条件。
1.5.2碱剂TF－221用量对染色效果的影响
碱剂TF－221用量对染色效果的影响及与纯碱工艺的比较，结果见表3。
由表3可知，使用碱剂TF－221固色时，K/S值随碱用量增加而增加，当用量为2.5g/L时，试样的K/S值与纯碱工艺相当或略高，用量再增加，K/S值反而有所下降。这是因为碱剂用量过大，染料发生水解，失去与纤维的结合力，使染料的固色率下降，故K/S值降低。
1.5.3元明粉用量对染色效果的影响
元明粉用量对染色效果的影响及与纯碱工艺的比较，结果见表4。
由表4可知，试样的K/S值随元明粉用量的增加而增高，当用量为25g/L时，K/S值与纯碱工艺接近，此后趋于稳定，变化不大。
1.5.4固色温度对染色效果的影响
固色温度对染色效果的影响及与纯碱工艺的比较，结果见表5。
由表5可知，60℃时，试样的K/S值最高，并与纯碱工艺相当，当温度为80℃时，K/S值反而有所下降，这是因为温度达到一定值时，引起染料水解程度加剧，固色率降低。
1.5.5固色时间对染色效果的影响
固色时间对染色效果的影响及与纯碱工艺的比较，结果见表6。
由表4可知，试样的K/S值在固色时间为30分钟时最高，并与纯碱工艺相当，再增加固色时间，K/S值略有下降。
1.5.6纯碱工艺与碱剂TF－221工艺对上染速率影响的比较
以汽巴克隆红FN－Ｒ为例，碱剂TF－221的用量2.5g/L，元明粉用量为25g/L，固色温度为60℃，固色时间为30分钟时，比较两种工艺的上染速率曲线，结果见图2。
从图2可看出，使用碱剂TF－221固色时，固色率上升较纯碱慢，说明其匀染性优于纯碱工艺。
1.6各项色牢度测试
以汽巴克隆红FN－Ｒ为例，碱剂TF－221用量为2.5g/L，元明粉用量为20g/L，固色时间为30分钟，固色温度为60℃，染色后测得两种工艺的各项色牢度值见表7。
从表7可知，使用碱剂TF－221固色，染色后织物的各项牢度略高于纯碱固色工艺。
1.7织物强力测试
由于竹纤维不耐强碱，并且湿处理牢度低，因此在选用固色剂时因考虑其对竹纤维强力的损伤因素。
以汽巴克隆红FN－Ｒ为例，碱剂TF－221用量2.5g/L，元明粉用量为20g/L，固色时间为30分钟，固色温度为60℃，染色后测得两种工艺的织物强力如表8。
从表8可知，经碱剂TF－221固色染色后，织物的强力较之纯碱工艺有轻微的下降，可以忽略不计。
3·结果与讨论
(1)在活性染料浸染竹/棉混纺纤维中，完全可用碱剂TF－221代替纯碱固色，其最佳工艺为:固色碱剂TF－221用量为2.5g/L，元明粉用量为25g/L，固色温度为60℃，固色时间为30分钟。
(2)最佳工艺中使用约为纯碱的1/6量的代用碱剂就能达到常规纯碱工艺固色的K/S值，且各项染色牢度接近或优于常规工艺。
(3)从上染速率曲线得知，新碱剂上色较之纯碱缓慢，同时能达到纯碱的固色率，这样有利于染料在纤维上的匀染，所以它的匀染效果要优于常规碱剂纯碱。
(4)经测试染色后织物的强力变化，使用代用碱剂固色的染色后织物的强力无明显下降。
(5)由于代用碱剂使用量少，故染色后易清洗，也不必酸洗，由此节约了水能，减少了污水排放量，又由于其本身就是液态的，不必像纯碱那样加热溶解，更节约了热能，从而大大降低了生产成本的，同时更有利于环保，是一个低碳经济的活性染料固色工艺。
参考文献
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