阳离子改性剂的应用研究

邱建围，李树荣，吴振宇，黎进杰

（广东宏昊化工有限公司  广东肇庆  526000）

摘  要：阳离子改性剂HG对棉织物的改性和染色工艺进行了研究。实际结果表明，使用浸渍工艺的阳离子改性剂HG改性后再棉纤维的上染率、固色率以及K/S值均有明显提高，各项色牢度指标与传统工艺相当；具有低盐低碱、节能减排和绿色环保的优点。

关键词：阳离子改性剂；活性染料；棉织物；低盐低碱

前  言

活性染料因色泽鲜艳、色谱齐全、应用工艺简便、成本低廉等优点，逐渐取代不溶性偶氮染料、直接染料、硫化染料、还原染料等，成为棉用主要染料。在染色时，为了提高活性染料的上染率和固色率，常常需要加入大量氯化钠（NaCl）、元明粉（Na2SO4）等促进染色，以减弱静电斥力、减小能阻并且提高吸附密度；但废水中氯离子浓度、色度和COD都严重超标，严重破坏生态环境，不利于环保［1］。

本产品阳离子改性剂HG通过对棉织物改性后，将阳离子固定在棉纤维上，均可以显著提高棉纤维对阴离子染料的吸附结合能力，从而提高活性染料的利用率，减少无机盐用量，实现低盐低碱[2]染色。

1．实验

1.1 实验试剂

1.2 仪器设备

实验中使用的仪器如表1.2所示。

2．研究原理与方法

2.1 阳离子改性剂的作用机理

该助剂是含有环氧基团的季铵盐阳离子改性剂，结构中有较多羟基等极性基团，易溶于水。在碱性条件下，活性基团与纤维素纤维反应，使纤维带上正电荷，从而增大纤维与染料阴离子之间的静电引力、氢键和范德华力，使更多染料上染至纤维并与纤维发生化学反应形成共价键。

2.2 应用工艺

2.2.1 改性棉织物工艺

配置工作液：阳离子改性剂HG：2g/l，+无水碳酸钠0.5g/L→加入棉白色织物，温度&时间60℃×30min，织物与工作液的浴比1︰10。

阳离子改性剂HG改性棉织物的工艺曲线如下：

2.2.2 常规活性染色工艺

工艺流程：织物与工作液的浴比1︰10，活性染料：3%+元明粉50g/l（分两次加入）→升温60℃保温10min→加碳酸钠20g/l（分两次加入）→继续保温50min→降温，皂洗，测试上染率和固色牢度。

2.2.3 改性后的活性染色工艺

工艺流程：织物与工作液的浴比1︰10，活性染料：3%+元明粉10g/l→升温60℃保温10min→加碳酸钠5g/l→继续保温50min→降温，皂洗，测试上染率和固色牢度。

2.3 检测项目与评价方法

2.3.1 色差ΔE

采用Datacolor 700uv电脑测配色系统测定，将待测织物折4～8层，D65光源，10°视角，测试4次取平均值。

2.3.2 K/S值

采用Datacolor 700uv电脑测配色系统测试，D65光源，10°视角。将待测织物折4～8层，测4次，取平均值。

2.3.3 摩擦牢度

按AATCC 8-2013耐摩擦色牢度：AATCC摩擦测试仪法。

2.3.4 耐皂洗牢度

按GB/T 3921-2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》测定。

3．实验结果与讨论

3.1.1 同用量改性后不同元明粉与碱下的染色的得色

由表3.1.1可知，由4个不同工艺染色，影响得色的是不同盐碱的量[3]。以常规活性染色布样作为标样，经阳离子改性剂改性后最佳工艺是低盐低碱工艺染色，得色率均超过常规活性染色工艺染色的棉织物。在降低盐碱用量上，还得到了高得色率，说明改性剂改性染色是成功的[4]。

3.1.2 不同用量改性剂改性后低盐低碱的染色

由3.1.2表可知，改性后低盐低碱染色的棉织物表面颜色比未改性棉织物及传统工艺染色的棉织物深[5]。以常规活性染色布样作为标样，优化工艺染色布样作为试样，进行不同用量的阳离子改性剂改性对比得出：改性后的牢度均与未改性棉织物和传统工艺染色的棉织物相当且有提高的趋势，并随着改性剂用量越大，得色越深，相对减少染料的成本与环境的污染。

3.1.3 同用量改性剂改性后不同时间低盐低碱染色

由3.1.3表可知，改性后低盐低碱下染色不同保温时间，当染色时间保温到40min时，得到了高上染率和高固色率；超于40min后，上染率呈现平稳的趋势[6]，相对于传统染色工艺的染色时间60min，节约了时间成本，增强了效率。

4．实验结论

由以上实验得出，阳离子改性剂HG改性棉织物的工艺和染色工艺进行了研究[7]。优化染色工艺为：阳离子改性剂HG：2g/l改性，活性染料3%，盐：10g/l，碱5g/l，温度60℃保温40min，该工艺不仅改性剂用量很少，且盐碱用量大大降低，上染率和固色率大大提高，各项色牢度指标也与传统染色工艺相当。

参考文献：

[1]沈秋华.浅析我国纺织行业发展现状[J].山东工业技术,2019(10):57.

[2]吴文胜,李志伟,黄鸿发,等阳离子改性棉织物低盐低碱活性染色[J].印染助剂,2022,39(10):43-48.

[3]张峰,陈宇岳,张德锁.HBP-HTC改性棉织物活性染料无盐染色[J].印染,2008(11):5-7.

[4]崔金德,李德芹,沈希慧.棉纤维阳离子改性对染色性能的影响[J].染整技术,2021,43(2):35-37.

[5]周露露.大豆壳提取物阳离子改性棉织物的染色性能[J].印染助剂,2020,37(11):45-48.

[6]张伟,戴新兰,周静洁.反应性壳聚糖季铵盐处理棉织物的性能研究[J].印染助剂,2019,36(1):36-40.

[7]鲁统乾.纳米银及聚苯胺在阴离子改性棉织物上的制备及性能研究[D].青岛:青岛大学,2021.

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