锦纶纤维活性染料染色条件探讨

锦纶纤维活性染料染色条件探讨 摘要:采用毛用和棉用活性染料对锦纶纤维染色,详细讨论了染色温度、染浴pH值、染色和皂洗方法对染色深度和固色率的影响,了不同类型的活性染料对染色条件的敏感性。活性染料对锦纶纤维的染色深度、固着率和固着效率受温度、pH值、染料母体结构和活性基的影响很大。毛用活性染料更适合于锦纶纤维的染色,普通乙烯砜硫酸酯及乙烯砜硫酸酯/一氯均三嗪染料可有选择性地加以使用,毛用活性染料合适的染色pH值约为4,其它染料适用的pH值因品种而异.采用酸性染色或先酸性后碱性的染色条件均可,后者的优点是固着效率高,但染色深度未见提高,染色后采用碱性条件皂洗有利于染色深度的提高. 关键词:锦纶;活性染料;染色 中图分类号:TS193.636 文献标识码:A 文章编号:1671-119X(2008)02-0076-03 0 前 言 锦纶为聚酰胺纤维,其分子主要由三部分组成:即疏水性的亚甲基部分、具有亲水性的酰胺基桥及链端的氨基和羧基.虽然锦纶的氨基含量低,但是具有较多的可形成氢键的基团,还有大量的可以与染料发生非极性范德华力作用的亚甲基,所以若采用弱酸性染料染色,染料除借助离子键结合外还可以通过较强的范德华力和氢键结合方式上染锦纶.实际中常采用弱酸性染料染色.活性染料对锦纶的染色效果有三种情况:染浅色是完全可行的,但耐晒牢度较差的不能用;染中浅色;经过筛选,一些鲜艳色和部分牢度较好的染料可以用;染特深色一定不能用活性染料,因为不仅颜色染不深,而且牢度较差。酸性染料是染锦纶最理想的染料,但价格昂贵,染色工艺复杂,操作难度大,对配套助剂的性能要求高,价格也高. 1 实 验 1.1 实验原理 锦纶是一种热塑性合成纤维,亲水性较弱,在水中不易溶胀,又因为氨基等反应性基团含量低,如锦纶66的平均氨基含量为0.036 mol/kg,因此活性染料不易获得深色.用活性染料染色时,当染色pH值低于纤维的等电点,染料阴离子通过库仑引力与纤维上的氨基正离子结合,染色牢度差;在等电点以上染色时,染料与纤维上的游离氨基反应形成共价结合,染色牢度较好. 目前,常用的各类活性染料在锦纶上的上染百分率低,国内试制了一类具有β-羟基乙烯砜暂溶性基团的活性分散染料,其染料母体中无水溶性基团,染色如用普通活性染料上染,经碱液处理后,脱去硫酸酯基转变成不溶于水的乙烯砜基,此时水溶性很小,可像分散染料一样上染纤维,同时乙烯砜基可与纤维上的氨基发生共价结合. 1.2 实验仪器与试剂 活性黄M-3RE(宜兴)、活性深蓝M-2GE(宜兴)、活性艳红M-3BE(宜兴)、元明粉、纯碱、醋酸;恒温水浴锅、玻棒、200 ml容量瓶、100 ml烧杯、量筒、移液管、洗耳球、温度计、电子天平、电脑测色配色仪、pH测试仪. 1.3 活性染料上染锦纶染色工艺 1.3.1 染色处方和工艺条件 活性染料(对布重4%) xg/l 纯碱 yg/l 元明粉 20 g/l 醋酸 zg/l 浴比 1?50 1.3.2 染色工艺曲线(图1) 1.3.3 实验操作 用蒸馏水配置染料溶液,然后在干净的烧杯中加入规定量的染料和助剂(用移液管准确吸取),补足所需的水量,控制pH值4~6之间.染浴配置完毕后,将染浴开温至40?,将已在温水中润湿的锦纶织物挤干后投入染浴中开始染色. (1)工艺一:染浴以2?/min的速度升温至100?,在10?染60 min后加入纯碱固色,pH值控制在8-9之间.染色完毕后取出试样,用冷水洗,皂煮(皂片2 g/l,纯碱2 g/l,95?,10 min,浴比1?30),水洗,烘干;测试织物染到深度1/2时各种染料的耗用量. (2)工艺二:染浴以2?/min的速度升温至80?,在80?染60 min后加入纯碱固色,pH值控制在8-9之间.染色完毕后取出试样,用冷水洗,皂煮(皂片2 g/l,纯碱2 g/l,95?,10 min,浴比1?30),水洗,烘干;测试织物染到标准深度1/2时各种染料的耗用量. (3)工艺三:染浴以2?/min的速度升温至60?,在60?染60 min后加入纯碱固色,pH值控制在8-9之间.染色完毕后取出试样,用冷水洗,皂煮(皂片2 g/l,纯碱2 g/l,95?,10 min,浴比1?30),水洗,烘干:测试织物染到标准深度1/2时各种染料的耗用量. 1?4 性能测试 耐皂洗色牢度,按ISO 105-C03;耐碱汗渍色牢度,按ISO 105-E04;耐水洗色牢度,按ISO 105-E01测试. 2 结果与讨论 2.1 染到标准深度时染料的用量见1 从实验结果可以看出,温度对染料上染率影响很大,当染色温度值低于纤维的等电点时,上染率低,在等电点以上染色时,染色深度较好. 2?2 上染速率 本实验选用pH=5,染色温度95?条件下进行测试.升温速率为2?/min,起始染色温度为40?.当染色温度刚好达到设定温度时,将染色锦纶织物用水净洗,洗涤液与残液一起转移至500 mL容量瓶中,稀释至刻度.然后视稀释溶液的染色深度再加以稀释备用.然后进行取样,直至2 h为止.将上述配好大的溶液注入比色皿中,在752型分光光度计上测量各色染液在其最大吸收波长处对应的吸光度.上染百分率E %的计算公式为E %=(1-Ax/NA0)×100%,其中Ax为不同染色时间段所得染 色残液的吸光度.A0为已知浓度的空白染液最大吸收波长时的吸光度.N为已知浓度的标准染液与残液的稀释倍数比.以上染率为纵坐标,时间为横坐标,则可得到上染率曲线图2. 根据以上3种活性染料的上染率曲线,大多数活性染料在所试验的锦纶织物上,95?恒温染色60min时,都达到平衡.同时,从上染速率曲线可以看出,当染色深度为1/2标准深度时,所有活性染料对所实验的锦纶织物的上染率均大于90%. 2?3 染色pH值及温度对K/S值的影响 将染色样在电脑测色配色仪上进行测试,其结果列于表2 从表2中可看出,PH值越低,染色温度越高,得色率越高.当染色pH=5,染色温度为95?时的K/S最大,为染色的最佳工艺条件. 2?4 染色牢度 从表3的色牢度指标发现,用活性染料染锦纶织物的各项色牢度都很高.这主要是与活性染料与锦纶纤维的酰胺基之间能形成比较牢固的共价键有关. 3 结 论 (1)用活性染料上染锦纶织物是可行的.当染色pH=5,染色温度为95?时的K/S最大,为染色的最佳工艺条件. (2)从上染速率曲线看出,所实验的染料在恒温染色达到最大吸尽率时所需的时间为60 min.且平衡上染率均大于90%以上. (3)染后织物的色牢度都达到很高.