染色
季铵化真丝绸高固色率高色牢度匀染技术(二)
佚名
2021/8/27
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季铵化真丝绸高固色率高色牢度匀染技术(二)

张光先,陈薇露,王鹏,颜小菜,杨霞,鲁成

2.2活性染料在季铵化丝绸上的染色
图5是活性翠蓝KN-G、活性艳红K-2N、活性紫 K-3R、活性嫩黄B-4GLN在季铵化真丝绸上的上染曲 线。从图中可以看到,4种染料在季铵化真丝绸上的上 染速度都非常快,0.5 min时,活性翠蓝KN-G的上染 率就达到60.76%,活性紫K-3R达到79.51%,活性艳 红K-2N达到90.35%,活性嫩黄B-4GLN达到94.03%。 活性嫩黄B-4GLN和活性艳红K-2N在真丝绸上的上 染在2 min内完成,活性紫K-3R和活性翠蓝KN-G

分别在3 min后和4 min后完成。上染结束后4种染 料的吸附率都达到100%。染色残液无色透明,完全 看不到有染料的残留。染色过程中不需要加硫酸钠进 行促染。 用碳酸钠进行固色的过程中,固色液也无色透明, 4种染料的上染率都达到100%。煮浮色时,煮液也无 色透明,固色率也达100%。
活性染料与真丝绸之间的化学反应效率不可能达 到100%,一定有部分染料被水解,产生浮色,相当于直 接染料吸附在真丝绸上。但是,在煮浮色时,这些浮色 却不会被煮下来,表明接枝在真丝绸的季铵阳离子与 染料分子的电荷作用加上染料分子与丝素蛋白范德华 力作用非常大,足以抵抗水分子的热运动对其产生的 作用而不掉入水溶液中。这预示着其皂洗牢度会很高。
2.3季铵化真丝绸染色后的色牢度
表1是4种活性染料在季铵化真丝绸上染色后的 各种色牢度。从表1可以看到,干摩擦牢度没有变化, 湿摩擦牢度有一定的升高。棉沾、丝沾、皂洗牢度都普 遍升高。这是季铵化真丝绸上的阳离子对阴离子染料 的强相互作用、以及染料分子与丝素蛋白的范德华力 作用的共同结果,使得染料分子牢牢地吸附在真丝绸 上,所以色牢度升高。

接枝季铵离子后,真丝绸皂洗牢度等升高还未见 报道,在文献[9]中,虽然接枝季铵离子后,真丝绸的上 染率和固色率有较大上升,但各种色牢度都有一定的 下降。这可能是本研究中接枝的阳离子是靠共价键接 在真丝绸上的,很牢固,而文献[9]中的阳离子化合物 是吸附在真丝绸上的,有与染料相互作用后仍有溶入 溶液的趋势所致。
2.4阳离子溶液浸渍温度与染色均匀性的关系
表2是真丝绸浸渍季铵阳离子溶液时浸渍温度与 染色均匀性的关系。在后来的处理中,真丝绸浸渍季铵 阳离子化合物溶液后的带液率为50%,染色时用阴离 子表面活性剂十四烷基硫酸钠作匀染剂。从表中可以 看到,浸渍温度对染色均匀性的影响很大,随着浸渍温 度的升高,染色均匀性提高。


张光先,陈薇露,王鹏,颜小菜,杨霞,鲁成

2.2活性染料在季铵化丝绸上的染色
图5是活性翠蓝KN-G、活性艳红K-2N、活性紫 K-3R、活性嫩黄B-4GLN在季铵化真丝绸上的上染曲 线。从图中可以看到,4种染料在季铵化真丝绸上的上 染速度都非常快,0.5 min时,活性翠蓝KN-G的上染 率就达到60.76%,活性紫K-3R达到79.51%,活性艳 红K-2N达到90.35%,活性嫩黄B-4GLN达到94.03%。 活性嫩黄B-4GLN和活性艳红K-2N在真丝绸上的上 染在2 min内完成,活性紫K-3R和活性翠蓝KN-G

分别在3 min后和4 min后完成。上染结束后4种染 料的吸附率都达到100%。染色残液无色透明,完全 看不到有染料的残留。染色过程中不需要加硫酸钠进 行促染。 用碳酸钠进行固色的过程中,固色液也无色透明, 4种染料的上染率都达到100%。煮浮色时,煮液也无 色透明,固色率也达100%。
活性染料与真丝绸之间的化学反应效率不可能达 到100%,一定有部分染料被水解,产生浮色,相当于直 接染料吸附在真丝绸上。但是,在煮浮色时,这些浮色 却不会被煮下来,表明接枝在真丝绸的季铵阳离子与 染料分子的电荷作用加上染料分子与丝素蛋白范德华 力作用非常大,足以抵抗水分子的热运动对其产生的 作用而不掉入水溶液中。这预示着其皂洗牢度会很高。
2.3季铵化真丝绸染色后的色牢度
表1是4种活性染料在季铵化真丝绸上染色后的 各种色牢度。从表1可以看到,干摩擦牢度没有变化, 湿摩擦牢度有一定的升高。棉沾、丝沾、皂洗牢度都普 遍升高。这是季铵化真丝绸上的阳离子对阴离子染料 的强相互作用、以及染料分子与丝素蛋白的范德华力 作用的共同结果,使得染料分子牢牢地吸附在真丝绸 上,所以色牢度升高。

接枝季铵离子后,真丝绸皂洗牢度等升高还未见 报道,在文献[9]中,虽然接枝季铵离子后,真丝绸的上 染率和固色率有较大上升,但各种色牢度都有一定的 下降。这可能是本研究中接枝的阳离子是靠共价键接 在真丝绸上的,很牢固,而文献[9]中的阳离子化合物 是吸附在真丝绸上的,有与染料相互作用后仍有溶入 溶液的趋势所致。
2.4阳离子溶液浸渍温度与染色均匀性的关系
表2是真丝绸浸渍季铵阳离子溶液时浸渍温度与 染色均匀性的关系。在后来的处理中,真丝绸浸渍季铵 阳离子化合物溶液后的带液率为50%,染色时用阴离 子表面活性剂十四烷基硫酸钠作匀染剂。从表中可以 看到,浸渍温度对染色均匀性的影响很大,随着浸渍温 度的升高,染色均匀性提高。



浸渍温度对染色均匀性的影响明显是因为阳离子 溶液的pH值在10.5左右。在碱性条件下,真丝绸带大 量负电荷。因此,在浸渍阳离子溶液时,真丝绸吸附阳 离子的速度很快,结果吸附不均匀,即阳离子在真丝绸 上的分布不均匀。在温度低时,阳离子被真丝绸吸附后 没有足够的动力发生移动,即解吸附和重新吸附困难, 所以,真丝绸在后来的染色中染色均匀性很差。在浸渍 温度较高时,由于溶液热运动的影响,吸附在真丝绸上 的阳离子容易发生解吸附和重新吸附现象,这样,吸附 在真丝绸上的阳离子发生重新分配,分布均匀性得到 提高。所以,浸渍温度越高,染色均匀性提高。但是,温 度不宜太高,否则阳离子上的环氧丙基发生水解,影响 阳离子在真丝绸上的接枝。
2.5带液率与染色均匀性的关系
表3是真丝绸浸渍阳离子溶液后的带液率与染色 均匀性的关系。其浸渍季铵离子溶液的温度为80℃,染 色时用阴离子表面活性剂十四烷基硫酸钠作匀染剂。从 表中可以看到,真丝绸的带液率越低,染色均匀性越好。

即使浸渍时阳离子在真丝绸上分布均匀,但是,吸 附在真丝绸上的溶液由于带有大量的季铵阳离子化合 物,在烘焙接枝时,如果真丝绸上的带液率较高,溶液 会发生泳移现象,使得真丝绸有的区域带的阳离子溶液多,有的区域小,导致烘焙后真丝绸接枝的阳离子分 布不均匀。因此需要控制真丝绸的带液率,以控制阳离 子溶液的泳移现象,使真丝绸接枝的阳离子均匀。当 然,带液率越低,泳移现象越轻。
2.6阴离子表面活性剂与染色均匀性的关系
即使真丝绸接枝阳离子时阳离子在真丝绸上的分 布很均匀,但在染色时,也会发生染色不均匀的现象。 接枝阳离子的真丝绸,真丝绸上的阳离子对染料 分子产生强烈的吸引作用,使得丝绸在染色时,染料分 子被迅速地吸附在真丝绸上。一般染色时染料在织物 上的染色需要50 min左右,而季铵化真丝绸在染色时 2~4 min染料就全部被吸附在真丝绸上。由于吸附太 快,染料分布不均匀。同时,由于真丝绸上接枝的阳离 子对染料分子的作用非常强,即使在100℃条件下,染 料的移染也很困难,因此,极易出现染色不均匀。
图6~图9是阴离子表面活性剂十四烷基硫酸钠 (C14H29SO4Na)对季铵化真丝绸的缓染作用。从图中可 以看到,十四烷基硫酸钠的缓染作用十分明显,在染液 中添加少量的十四烷基硫酸钠后,染料的上染速度有 很大的降低。活性翠蓝KN-G、活性艳红K-2N、活性紫 K-3R、活性嫩黄B-4GLN在十四烷基硫酸钠质量浓度 分别为:1.2,0.67,0.67,0.83 g/L时,染料上染率接近 100%时,上染时间就延长到50 min。如果十四烷基硫 酸钠质量浓度过高,染料的上染率会发生大幅度下降。




十四烷基硫酸钠对季铵化真丝绸染色的缓染原理 是:十四烷基硫酸钠带负电荷,分子量比染料分子小得 多,泳动速度相对要快得多。在染色时,十四烷基硫酸 钠比染料分子更容易与真丝绸上的季铵阳离子结合。 但因为染料分子比十四烷基硫酸钠分子大得多,与真 丝绸上的季铵阳离子结合比十四烷基硫酸钠要强得 多,因此,虽然十四烷基硫酸钠先与真丝绸上的阳离子 结合,但会被染料分子置换下来。当然,如果阴离子表 面活性剂浓度过高,阴离子表面活性剂与真丝绸阳离子的结合趋势增大,一部分阴离子表面活性剂会吸附 在真丝绸上,不能被染料分子置换下来,继续占据阳离 子结合位点,结果染料的上染率会大幅下降。 在十四烷基硫酸钠的作用下,染料的上染速度大幅降低,缓染作用很明显。染得的真丝绸染色均匀性大 幅提高。

3结语
真丝绸浸渍阳离子溶液的温度、浸渍阳离子溶液 后的带液率是影响真丝绸接枝季铵阳离子均匀性的重 要因子,因此成为决定季铵化真丝绸染色均匀性的重 要因子。阴离子表面活性剂十四烷基硫酸钠对季铵化 真丝绸的染色具有很好的缓染作用。真丝绸浸渍阳离 子溶液时尽量提高浸渍温度、降低带液率和使用十四 烷基硫酸钠表面活性剂作为缓染剂,就能使季铵化真 丝绸染色染均匀。



              

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