殼聚糖對(duì)羊毛織物的m型活性染色

殼聚糖對(duì)羊毛織物的m型活性染色

1殼聚糖的應(yīng)用地殼聚糖也被稱為脫氧核糖，它是從堿性條件下提取的乙?；?。甲殼素廣泛存在于蝦、蟹等水生類貝殼動(dòng)物的外殼,在自然界分布很廣。脫乙酰甲殼素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與纖維素大分子很相似,所不同的只是纖維素分子上每個(gè)葡萄糖?；系?位碳原子所連接的羥基變成了氨基,如下圖所示。由于以性質(zhì)活潑的伯胺基取代了化學(xué)惰性的乙酰胺基,使殼聚糖具有許多獨(dú)特的性質(zhì)。近年來(lái),環(huán)境保護(hù)、回歸自然趨勢(shì)日增,對(duì)殼聚糖這種資源極其豐富、有著重要研究?jī)r(jià)值和廣泛應(yīng)用前景的多糖類物質(zhì),越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。殼聚糖在醫(yī)學(xué)、環(huán)保、食品、化工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用研究近年來(lái)十分活躍,在紡織品上的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用也有很大發(fā)展。羊毛織物通常用酸性染料、酸性媒介染料及金屬絡(luò)合染料染色,但存在一些不盡人意的地方。如酸性染料濕牢度較差,酸性媒介染料染色色澤較萎暗并存在嚴(yán)重的鉻污染,中性染料則勻染性較差等,而且相當(dāng)一部分酸性染料都含有被認(rèn)為有致癌作用的單體?；钚匀玖仙V齊全,色澤鮮艷,近年來(lái)對(duì)活性染料染羊毛的研究逐漸增多。本文對(duì)羊毛織物經(jīng)殼聚糖處理后,用M型活性染料染色的工藝進(jìn)行探討。2實(shí)驗(yàn)2.1活性紅/殼聚糖48S×48S羊毛織物(南通第三毛紡織廠)活性紅M-3RE、黃M-3BE、深藍(lán)M-2GE(上海染化八廠),殼聚糖(南通雙林生物有限公司)。2.2試驗(yàn)方法和儀器COLOR-EYE3100(Macbeth),7230G分光光度計(jì)(上海分析儀器廠),SW-12型耐洗牢度試驗(yàn)機(jī)(無(wú)錫紡織儀器廠),Y151型染色摩擦牢度試驗(yàn)儀(溫州紡織儀器廠)。2.3此溶液處理織物用1%醋酸水溶液溶解殼聚糖,制成不同濃度的殼聚糖溶液,用此溶液處理織物。處理工藝為:二浸二軋(軋余率100%)→烘干(100℃,5min)→浸軋(0.25g/L乙二醛溶液,軋余率100%)→烘干(100℃,5min)2.4染色工藝染料,%(owf)2pH值2.9～8.5溫度,℃75～95浴比1∶40染色工藝曲線2.5性能測(cè)試2.5.1測(cè)量k-s值的值在COLOR-EYE3100上測(cè)定。2.5.2固色率的測(cè)定上染率測(cè)定方法通過(guò)測(cè)定染色前染液的吸光度A和染色后染液的吸光度A1,計(jì)算出上染率:上染率,%=(1-A1/A)×100%固色率測(cè)定方法用中性(pH=7)的吡啶水溶液萃取,去除未固著的染料,測(cè)定剝色浴的吸光度A2,求得纖維上的染料量,計(jì)算固色率。稱1g羊毛,用70℃的萃取液200mL萃取30min。萃取液的體積比為:吡啶∶水∶HCl(37%)=49.9∶49.9∶0.2整個(gè)固色的得色量按下式計(jì)算:固色率,%=[1-(A1+A2)]/A×100%2.5.3防水性能按GB3921-83方法1用正章羊毛專用洗滌劑,在SW-12型耐洗色牢度試驗(yàn)儀上測(cè)試后評(píng)級(jí)。2.5.4摩擦損失按GB/T3920-83,在Y151型染色摩擦牢度試驗(yàn)儀上測(cè)定后評(píng)級(jí)。3結(jié)果與討論3.1ph值對(duì)織物固色率的影響由表1可看出,不論染浴pH值如何變化,經(jīng)殼聚糖處理的羊毛織物固色率均高于未處理的羊毛織物。這是因?yàn)闅ぞ厶墙?jīng)醋酸溶解,溶解后的殼聚糖大分子由于-NH3+的存在而帶上陽(yáng)電荷,將其施加于羊毛纖維,使其在中性或堿性染浴中降低了ζ的電位負(fù)值,從而克服了染色過(guò)程中纖維上的負(fù)電荷對(duì)染料色素陰離子的庫(kù)侖斥力,使染料上染百分率增大。另外,殼聚糖在羊毛織物上的均勻分布,使纖維增加了許多氨基正離子(-NH3+)而這正是陰離子染料上染的“染座”,從而提高了染料上染百分率的固色率。從表1還可看出,不論是經(jīng)殼聚糖處理的織物還是未經(jīng)殼聚糖處理的織物,pH=5.0時(shí)固色率最高。這是因?yàn)榛钚匀玖吓c羊毛纖維是通過(guò)共價(jià)鍵、離子鍵、范德華引力、偶極作用和氫鍵等多種形式結(jié)合,其中共價(jià)鍵最為牢固。羊毛屬兩性分子,既含酸性基,又含堿性基,酸性基與堿性基的含量大致相等。因此,羊毛大分子隨pH值不同所具有的電荷也不同。在中性或堿性條件下,羊毛大分子帶負(fù)電荷,此時(shí)纖維和染料之間不存在庫(kù)侖引力,反而是庫(kù)侖斥力,染料吸附量低,所以固色率低。在酸性條件下,羊毛大分子帶正電荷,對(duì)活性染料陰離子有庫(kù)侖引力的作用,使羊毛纖維與染料的反應(yīng)幾率增大。而M型活性染料是具有乙烯砜及一氯均三嗪雙官能團(tuán)的活性染料,在酸性介質(zhì)中穩(wěn)定性較好,所以pH值為5.0時(shí),不論是經(jīng)殼聚糖處理的羊毛織物還是未經(jīng)殼聚糖處理的羊毛織物,用M型活性染料染色都能獲得較高的固色率。但pH值過(guò)低,羧基陰離子幾乎全部轉(zhuǎn)變成未離解的羧基,纖維分子帶氨基陽(yáng)離子最多,此時(shí)雖然活性染料平衡吸附量很多,上染速率也很快,但因游離的氨基數(shù)過(guò)少(包括其他的含氮基團(tuán)),羥基電離也少,故親核反應(yīng)性很弱,與纖維成共價(jià)鍵結(jié)合的染料很少,所以固色率低。M型活性染料染羊毛需在pH=5.0左右的條件下進(jìn)行。3.2織物上染率和固色率由表2結(jié)果可知,羊毛織物用M型活性染料染色仍需較高溫度,這是由羊毛結(jié)構(gòu)所決定。羊毛外層有鱗片層,溫度低,不利于染料分子的擴(kuò)散,升高溫度,上染率和固色率均可提高。由表2還可看出,經(jīng)殼聚糖處理的羊毛織物75℃染色的固色率高于未處理的羊毛織物95℃染色的固色率。說(shuō)明羊毛織物經(jīng)殼聚糖處理后可降低染色溫度,但如何進(jìn)一步提高其固色率,還有待進(jìn)一步研究。3.3殼聚糖的濃度由表3可看出,提高處理液中殼聚糖濃度,能提高染料的上染率,但當(dāng)濃度達(dá)到0.25%后,K/S值不再隨濃度的提高而顯著增加;當(dāng)濃度達(dá)到1.0%后,K/S值反而下降。這可能是因?yàn)闅ぞ厶鞘呛邪被母呔畚?經(jīng)醋酸溶解后的殼聚糖大分子由于-NH3+的存在而帶正電荷,這正是活性染料上染的染座,殼聚糖濃度增大,-NH3+含量增多,將其施加于織物上后,織物吸收染料的數(shù)量必然增加,纖維與染料反應(yīng)的幾率加大,K/S值也增加。但當(dāng)殼聚糖濃度過(guò)高時(shí),織物表面過(guò)多的氨基正離子(-NH3+)吸附了大量的染料,影響了染料向纖維內(nèi)的滲透,降低了染料與纖維成共價(jià)鍵結(jié)合的幾率,K/S值反而有所下降。所以應(yīng)控制好處理液中殼聚糖的濃度。3.4脫乙酰度對(duì)殼聚糖氨基含量的增深效果由表4可看出,經(jīng)殼聚糖處理后的羊毛織物染色試樣的K/S值比未處理的大得多,增深效果十分明顯。這是因?yàn)闅ぞ厶鞘呛邪被母呔畚?氨基的含量隨脫乙酰度的增加而增加,即相同質(zhì)量的殼聚糖含有氨基的數(shù)量隨脫乙酰度的增加而增多。所以,在其他條件相同的情況下,染色試樣的K/S值隨殼聚糖脫乙酰度的增加而增加。3.5殼聚糖含量的影響了紡織品印花的性能從表5可看出,在殼聚糖脫乙酰度和處理液中殼聚糖濃度一定的情況下,殼聚糖的分子量對(duì)織物的染色性能沒(méi)有顯著影響。3.6殼聚糖處理羊毛織物的染色表6為經(jīng)殼聚糖處理和未經(jīng)殼聚糖處理的羊毛織物由不同染料濃度染色后的K/S值。從表6可看出,對(duì)于未經(jīng)殼聚糖處理的羊毛織物,當(dāng)染料濃度達(dá)3.5%(owf)后,再提高0.5%的染料濃度,K/S值僅略有增加。但若將羊毛織物用脫乙酰度85%、濃度為0.25%的殼聚糖溶液處理后,用2%(owf)染料染色,則織物的K/S值比未經(jīng)殼聚糖處理的織物用4%(owf)染料染色的K/S值大,可節(jié)省一半染料。表7表明,經(jīng)殼聚糖處理后的羊毛織物,用M型活性染料染色后,其濕處理牢度略低于未經(jīng)處理的羊毛織物。這可能是因?yàn)榛钚匀玖吓c羊毛纖維是靠多種形式結(jié)合的,其中共價(jià)鍵結(jié)合最為牢固。溶解后的殼聚糖大分子由于-NH3+的存在而帶上陽(yáng)電荷,將其施于織物上后,加大了活性染料對(duì)羊毛的吸附,使上染百分率和固色率都得到大大提高,但織物表面的氨基正離子(NH3+)吸附了部分染料,使染色試樣的濕處理牢度略受影響,但與酸性染料染色的羊毛相比,仍有很好的色牢度。4織物殼聚糖處理前后的染色性能經(jīng)殼聚