環(huán)保載體oe在滌綸織物上的染色性能及染色工藝

環(huán)保載體oe在滌綸織物上的染色性能及染色工藝

絲綢纖維是結(jié)構(gòu)致密、薄水性纖維。沒有特定的染色基質(zhì)，缺乏親水性，對水的形成和染色有一定的困難。主要采用高溫高壓法、熱溶法和載體法進行染色，但高溫染色能耗高，設(shè)備投資成本高?，F(xiàn)在，抗旱性已成為紡織印染行業(yè)的一個主要趨勢。近年來,隨著新型纖維的不斷涌現(xiàn),多元纖維復(fù)合織物應(yīng)用更為廣泛,如羊毛、蠶絲、醋纖、氨綸等與滌綸纖維混紡織物倍受消費者的青睞;但是羊毛、蠶絲、醋纖、氨綸等纖維不耐高溫的特點使染色溫度受到了限制本文采用環(huán)保載體OE對滌綸織物進行常溫染色,用差熱分析法研究了載體的增塑作用,并對環(huán)保載體OE的染色工藝和染色效果進行了實驗分析,使染色溫度降至98℃,且染色效果與高溫高壓染色效果相似,為實現(xiàn)滌綸織物節(jié)能環(huán)保染色奠定了基礎(chǔ),順應(yīng)低碳經(jīng)濟的發(fā)展要求。1實驗部分1.1磷酸二氫銨，丙酮類織物:滌綸織物,線密度為18tex×35tex,經(jīng)緯密為456根/10cm×242根/10cm。主要藥品:環(huán)保載體OE(自制),亞甲基二萘磺酸鈉(擴散劑NNO),分散藍2BLN,磷酸二氫銨,丙酮。實驗儀器:DiamondDSC差示掃描量熱儀(美國珀金埃爾默儀器公司),LA2002-A型紅外線染色試機(臺灣瑞比染色試機有限公司),RC-Z2400型振蕩式常溫染樣機(上海一派印染技術(shù)有限公司),CE-7000A高精度測色儀(沈陽彩普科技有限公司),TU-1800紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限公司),SW-12A型耐洗色牢度試驗機(溫州方圓儀器有限公司),M571B型摩擦牢度儀(青島山紡儀器有限公司),Y172型纖維切片器(國營常州紡織儀器廠),CX31OLYMPUS偏光顯微鏡(日本奧林巴斯株式會社)。1.2實驗方法1.2.1玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別取未處理滌綸纖維、低溫載體處理滌綸纖維,參照GB/T17594—1998《紡織材料熱轉(zhuǎn)變溫度試驗方法》采用差示掃描量熱法測定紡織材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。升溫速率為20℃/min,氮氣氛圍。1.2.2環(huán)保載體oe高溫高壓染色處方:分散染料2%(o.w.f);擴散劑NNO1g/L;磷酸二氫銨2g/L;pH值為5~6;浴比為1∶50。低溫染色處方:分散染料2%(o.w.f);環(huán)保載體OE;磷酸二氫銨2g/L;pH值為5~6;浴比為1∶50。工藝曲線如圖1所示。染畢,水洗→皂煮(皂片2g/L,純堿2g/L,95℃×10min,浴比為1∶50)→水洗→烘干。1.3耐洗色牢度測試用TU-1800紫外可見分光光度計在最大吸收波長處測定原始染液的吸光度A用CE-7000A高精度測色儀測定染色后織物的顏色特征。耐洗色牢度參照GB/T3921.3—1997《紡織品色牢度實驗?zāi)拖瓷味?試驗3》測試。耐摩擦色牢度參照GB/T3920—1997《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取窚y試。透染實驗:取染色后滌綸紗線數(shù)根,用Y172型纖維切片器切片制樣,在CX31OLYMPUS偏光顯微鏡下觀察試樣的透染程度。移染實驗:將已染色的滌綸織物與等量相同規(guī)格的白布縫合,放入適量環(huán)保載體OE,調(diào)節(jié)pH值為5~6,在紅外線染色試機中進行移染實驗(98℃×80min),用測色儀測定K/S值,按式(2)計算移染率:2結(jié)果與討論2.1滌綸纖維的差示掃描量熱分析先將滌綸織物洗凈,取2g滌綸放置于浴比為1∶50的1g/L環(huán)保載體OE的水溶液中,在98℃處理80min,取出,一半不清洗,一半進行水洗、皂洗、水洗后處理。用差示掃描量熱儀對未處理滌綸纖維、低溫載體處理滌綸纖維進行熱分析,結(jié)果如圖2所示。載體擴散進入滌綸分子鏈,減小了分子鏈間的引力,提高了分子鏈段的移動性,使玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T2.2從吸附到擴散一般認為染色過程包括3個步驟:第1步是染料從染液中擴散到纖維表面;第2步是染料分子被纖維表面吸附;第3步是染料從吸附的纖維表面擴散到纖維內(nèi)部。第2步(即吸附過程)比其他2步快得多,在第1步和第3步這2個擴散過程中,染料在纖維中的擴散比在染液中的擴散慢得多,因為纖維分子的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)阻礙染料在纖維中的擴散分散染料是通過自由容積擴散進入滌綸纖維內(nèi)部,添加載體降低了滌綸的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,由V2.3即使是發(fā)燒染色工藝條件的選擇2.3.1色織物k/s值環(huán)保載體OE質(zhì)量濃度為1g/L,保溫染色60min,染色后經(jīng)水洗、皂煮、水洗、烘干。保溫溫度對染色織物K/S值的影響如圖4所示。由圖4可以看出,隨著溫度的升高,K/S值顯著增大,溫度升高到98℃后,繼續(xù)升高溫度,K/S值變化不大,溫度升高到120℃后,繼續(xù)升高溫度,K/S值反而下降。這是因為染料上染纖維是放熱反應(yīng),升高染色溫度會降低染料的平衡吸附量。實際染色中,染色通常在有限時間內(nèi)進行2.3.2載體用量對織物k/s值和b/s值的影響于98℃保溫染色60min,不同載體用量對染色織物K/S值的影響如圖5所示。隨載體用量的增加,K/S值增大,但載體用量增大到6%(o.w.f)后,繼續(xù)增大載體用量,K/S值反而下降。當載體用量小于6%(o.w.f)時,載體對滌綸的增塑起主要作用,纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低,無定形區(qū)的分子鏈段易產(chǎn)生所謂的分散染料擴散所需的“自由體積”。當載體用量超過6%(o.w.f)后,過量的載體在水中形成第3相,對分散染料產(chǎn)生顯著的增溶作用,降低了染料對滌綸纖維的吸附量2.3.3保溫時間l載體用量為6%(o.w.f),不同保溫時間染色織物的K/S值如圖6所示。隨保溫時間的延長,K/S值增大,保溫時間延長到80min后,K/S值變化趨緩,繼續(xù)延長時間到120min后,K/S值基本不變,達到上染平衡。從生產(chǎn)效率和成本考慮,染色時間選擇80min。2.4載體染色在高溫高壓染色織物中的應(yīng)用對載體染色(98℃×80min,載體用量為6%(o.w.f))滌綸織物及高溫高壓染色(125℃×60min)滌綸織物進行性能測試,結(jié)果如表1、2所示。由表1知,載體染色與常用的高溫高壓染色織物的最大吸收波長一致,表觀色深K/S值、亮度L、彩度C很相近。由表2知,載體染色與高溫高壓染色織物的色牢度一致。2.5載體對織物透染程度的影響分別取環(huán)保載體OE染色和高溫高壓染色后滌綸紗線數(shù)根,用Y172型纖維切片器切片制樣,在偏光顯微鏡下觀察試樣的透染程度,結(jié)果如圖7所示。載體的加入降低了滌綸纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,從而降低了其染色轉(zhuǎn)變溫度,使滌綸能夠在常壓條件下獲得勻透的染色效果。由圖7可看出,高溫高壓染色與載體染色透染性均好,無環(huán)染和白芯現(xiàn)象。2.6載體用量的影響載體OE用量不同,在98℃移染80min,移染率與載體用量的關(guān)系如圖8所示。載體對染料和纖維均有親和力,可攜帶染料從濃度高的地方向濃度低的地方遷移。隨著載體用量的增加,移染率增大,但增大到一定程度后,繼續(xù)增加載體用量,移染率反而下降。其原因是載體對染料有增溶作用,載體濃度過大,提高了染液中染料的溶解度,使更多的染料殘留在染液中。3載體染色工藝條件的確定1)差熱分析表明,環(huán)保載體OE對滌綸纖維具有增塑作用。染液中加入載體能顯著提高滌綸織物常壓染色的染色速率和上染百分率。2)