中图分类号:TS193.22文献标识码:A文章编号:1003-1456(2011)10-0017-04
一般认为,匀染剂是一种可以减缓染料上染速率的染色助剂,人们已经合成了大量的用于羊毛染色的匀染剂[1],大都为单纯的阴离子、阳离子、非离子性或是不同离子性质的匀染剂的复配的产品,匀染效果不理想,羊毛染色匀染剂的研发一直是一个研究热点。
本文实验合成了一种新型的毛用匀染剂并应用于羊毛染色,结果显示对酸性染料有优良的匀染效果,是一种值得推广应用的毛用匀染剂。
1·试验
1.1材料与试剂
羊毛织物(全毛华达呢,面密度220 g/m2,无锡协新毛纺厂)。
合成试剂:十八伯胺(工业级),环氧基聚氧乙烯醚(工业级),氨基磺酸(分析纯),氢氧化钠(分析纯)。
染料:酸性红S-RL(德司达),酸性黄C-2R(德司达),酸性蓝284(杭州安隆达化工有限公司)。
助剂:醋酸,匀染剂Albegal B(亨斯迈染化)。
1.2仪器
78HW-1型恒温磁力搅拌器(杭州仪器电机厂),METTLER-TOLEDO精密天平(梅特勒-托利多仪器公司),PHS-2C酸度计(上海伟业仪器厂),722型分光光度计(杭州钱江仪器设备有限公司),高温高压染色试样机(台湾瑞比染色试机有限公司),Y571L染色摩擦色牢度仪(莱州市电子仪器有限公司)。
1.3匀染剂W的合成路线
1.4匀染剂W的制备
按照十八伯胺与环氧基聚氧乙烯醚的物质的量比2∶1称取药品,加入到三口烧瓶中,氢氧化钠调pH值至10左右,在磁力搅拌器上边搅拌边加热至100℃,反应10 h以上,加入与环氧基聚氧乙烯醚同物质的量的氨基磺酸,在70℃条件下,继续反应6 h,加入氢氧化钠中和,加入到90℃以上的热水中,搅拌,呈橙黄色透明液体。1.5测试方法
1.5.1染色工艺
染色处方:染料用量1%(owf),匀染剂W质量浓度X g/L,pH值3,浴比1∶30。
染色工艺曲线见图1。
1.5.2染料吸收光谱的测定
染料质量浓度为30 mg/L,采用722型分光光度计测定加入匀染剂前后不同吸收波长处染料的吸光度,绘制吸光度-波长曲线[2]。
1.5.3染料上染速率曲线的测定
称取一定量的羊毛织物,按照1.5.1的染色工艺,在染杯中配制9个完全相同的染浴,开始染色,40℃开始,在不同的时间温度下依次从9个染杯中吸取染色残液,置于容量瓶中定容。用722型分光光度计在染料最大吸收波长处测其吸光度A1,并以未加入羊毛的染液的吸光度值作为A0,根据公式:
上染百分率=(1-A1/A0)×100%
得到各个时间段的染料的上染百分率,绘制上染百分率-时间图,得到上染速率曲线。
1.5.4移染性测定
染色处方:染料1%(owf),pH值3,浴比1∶30。移染液:匀染剂X g/L,pH值3,浴比1∶30。染色工艺条件同1.5.1。
将按照以上染色处方染出的染色布样取一半作为移染布,并与相同规格相同质量的羊毛白布缝合在一起,加入移染液中,依照工艺条件处理样品,水洗,干燥,对照灰色样卡评级,比较羊毛白布与移染布色泽差异程度[3]。
1.5.5染色牢度测试
耐洗色牢度及耐摩擦色牢度分别按照GB/T3921.3—1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度试验3》及GB/T 3920—1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行试验及评定。
2·结果与讨论
2.1染料吸收光谱的研究
将酸性黄C-2R溶于水中配成30 mg/L的染料溶液,用分光光度计测不同波长下的吸光度,绘制波长-吸光度曲线,如图2所示。
从图2可以看出,染料在440 nm处的吸光度达到最高,加入匀染剂后最大吸收波长向长波方向移动,染料的吸光度值也明显偏高,这表明染料和匀染剂W在染液中发生了一定的作用,匀染剂W在酸性条件下呈现出弱阳离子性,和染料通过库伦力发生不同程度的结合[4],同时亲染料的聚氧乙烯链也与染料发生结合,形成聚集体。由于匀染剂中亲水性的聚氧乙烯链和磺酸基的存在,又使得这种聚集体能稳定的分散在染浴中,从而导致吸光度和最大吸收波长发生变化。同样的方法测得酸性红S-RL空白染液和加匀染剂后染液的最大吸收波长分别为500 nm和510 nm,酸性蓝284空白染液及加匀染剂后染液的最大吸收波长分别为585 nm和590 nm。
2.2匀染剂W对染色性能的影响
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2.2.1匀染剂W质量浓度对上染百分率的影响
图3中的曲线是用酸性红S-RL,酸性黄C-2R,酸性蓝284,用量1%(owf),按照染色工艺曲线的条件进行染色,在不同的匀染剂W用量下,所得的上染百分率-匀染剂用量曲线图。
从图3可以看出,随着匀染剂W质量浓度的增大,3种染料的最终上染百分率均不断下降,当匀染剂质量浓度大于1.5 g/L时,染料的上染百分率减低幅度明显,在0.5~1.0 g/L时上染百分率变化较小,这是由于,在染液中,匀染剂W中的—SO2-4对羊毛纤维有亲和力,在染色过程中与染料竞争夺取纤维上的染座,另一方面匀染剂中的聚氧乙烯链和呈弱酸性的氨基又与染料形成聚集体,存在着染料-表面活性剂聚集体与染料分子(或离子)之间存在着动态平衡,随着染色过程的进行,当温度较高时,匀染剂与纤维和染料的结合被打破,匀染剂逐渐脱离纤维,同时染料被逐渐释放出来和羊毛纤维结合,从而减缓染料上染速率,达到匀染的目的。但是,当匀染剂质量浓度过大时,匀染剂与染料及纤维的结合的程度也相对变大,形成的动态平衡不容易被打破,使得染料与羊毛纤维的结合程度降低,从而导致上染百分率下降。所以,匀染剂W的用量定在0.5~1.0 g/L时,是较佳的用量。
2.2.2匀染剂W对上染速率曲线的影响
以酸性红S-RL,酸性黄C-2R,酸性蓝284为研究对象,匀染剂质量浓度1 g/L,按照1.5.1的染色工艺进行染色,染色后通过测残液的吸光度得到上染速率曲线图,结果见图4~6。
从图4~6可以看出,染料在染色过程中加入匀染剂W后,染色初期上染百分率降低,但随着染色的进行,最终的上染百分率未有明显下降。这同样是由于匀染剂W在与染料发生结合的同时也与羊毛纤维发生不同程度的结合,在染色温度较低时,对这种结合的影响相对较小,随着温度的升高,匀染剂分子更加活跃,结合逐渐被打破[4],使得匀染剂从纤维和染料上慢慢脱离,染料与羊毛纤维结合,从而完成上染过程,这说明匀染剂的加入达到了缓染的目的。同时可以看出,匀染剂W的缓染效果和Albegal B效果基本相当,可以作为它的替代品应用于羊毛织物的染色。
2.2.3移染性实验
按照移染处方及工艺条件进行移染性实验,其中匀染剂W质量浓度为1 g/L,同时做空白实验,并对实验结果进行等级评定,评定结果见表1。
从表1可以看出,匀染剂W对3种染料均有较好的移染性,与Albegal B的移染效果相近,对染料的移染较空白样有了较大的提高。这说明匀染剂在染色过程中,升到一定温度时,和布面上浓度较高地方的染料进行结合,将布面上的染料剥离,随着温度进一步升高,结合被打破,剥离的染料在布面上浓度低的地方与羊毛纤维结合,从而使布面颜色趋于一致。
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2.3匀染剂对染色牢度的影响
按照染色工艺处方匀染剂W质量浓度1 g/L进行染色,不加匀染剂染色作为空白样,染色后各项牢度指标测试结果见表2。
从表2可以看出,织物色牢度影响不大。这说明匀染剂在染色过程中起到较好的匀染作用的同时,不会影响到羊毛的各项色牢度。
3·结论
通过以上实验可以看出,在相同的染色工艺条件下,匀染剂W的加入可以起到很好的匀染效果,染料在染色过程中加入匀染剂W后,染色初期上染百分率降低,但最终的上染百分率未有明显下降。匀染剂W在与染料发生结合的同时也与羊毛纤维发生不同程度的结合,在染色温度较低时,对这种结合的影响相对较小,随着温度的升高,结合逐渐被打破,使得匀染剂从纤维和染料上慢慢脱离,从而染料与羊毛纤维结合,完成上染过程。匀染剂的加入起到了一定的缓染作用。同时该匀染剂和亨斯迈的Albegal B的匀染效果接近,可以作为它的替代品应用于羊毛染色中。该匀染剂对上染百分率及染色牢度并无明显的影响,能够满足实际生产需求。
参考文献:
[1]Myung J Oh,Jae P Kim.Comparison of the resist effectiveness and
leveling character ofα-bromoacrylamide based and 2,4-dichloro-s-triazine
based dye-resist agents for wool[J].Dyes andPigments,2006,70:220-225.
[2]蔡翔,宋心远.匀染剂A在山羊绒染色中的应用[J].印染助剂,2001,18(4):18-20.
[3]王祥荣.纺织印染助剂生产与应用[M].南京:江苏科学技术出版社,2004.
[4]苏开第,贺江平,薛晨,等.毛用匀染剂HK-960的匀染作用[J].印染助剂,1997,14(6):14-16。