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提高锦纶染色匀染性的方法研究

                                      提高锦纶染色匀染性的方法研究
                                                            单新伟
                 (青岛贵华针织有限公司技术开发科,山东即墨266200)
    摘要:文中介绍了一种通过使用非离子表面活性剂C-24对酸性染料的增溶作用,提高锦纶染色的匀染性的方法。通过滴定试验和染色试验,对比了匀染剂MC与非离子表面活性剂C-24的酸性染料溶解能力和染色织物得色量,分析了两者对酸性染料染色的重现性、上染率、配伍性和匀染性。结果表明,非离子表面活性剂C-24比匀染剂MC的匀染效果好,且形成的体系稳定,不影响染色结果。
    关键词:锦纶;染色;匀染性;匀染剂;非离子表面活性剂;酸性染料
    中图分类号:TS 193.2+22 文献标志码:B 文章编号:1000-4033(2013)10-0042-03
    酸性染料的分子结构决定了其疏水性强,尤其是酸性黄色染料的溶解度很小,常温下很难完全溶解, 而是以絮状悬浮在溶液中,并且以较慢速度沉降,导致染液各区域浓度不同,而且锦纶染色的上染温度较低,因此容易造成色花。而表面活性剂对拒水物质有增溶作用[1](当表面活性剂达到一定浓度时,它的亲油基一端会舍水而彼此吸引形成小的胶粒, 随着浓度增大,胶粒变大, 在水中单独构成一相,使水溶液形成一个多分散系。表面活性剂的亲油基指向胶粒内侧,亲水基指向外侧。胶粒核心的亲油基聚集部分能使拒水物质自发溶入胶粒内部), 又因为酸性染料为阴离子染料,所以,可用阴离子表面活性剂(匀染剂)或非离子表面活性剂来提高酸性染料的溶解度,使染料在染液中分布均匀,同时能将染料暂时储存在液相中, 然后随着染色温度升高,慢慢向外释放染料,达到均匀上染的目的。
    但是,选用的表面活性剂必须对酸性染料的性质(重现性、上色率和配伍性)没有任何影响,这样才能减少大小样的差别。
    1· 试验部分
    1.1 材料和试剂
    坯布:7.7 tex/52 f (70 D/52 f)伏鲁达鲁锦纶(Full dull nylon,中国台湾力盛公司)+3.3 tex(30 D)伊邦氨纶(Elaspan, 英威达上海公司)。
    染化助剂:阴离子表面活性剂MC(匀染剂,科莱恩公司)、非离子表面活性剂C-24 ( 上海大祥公司); 酸性红N-2RBL、酸性黄N-3RL、酸性蓝N-BLN(均为科莱恩公司);pH 值调节剂NC-1109(杭州日华公司)、防皱剂AC(多闻公司)。
    仪器:测色配色系统(Datacolor公司)、电子分析天平、远红外小样机、酸式滴定管等。
    1.2 试验
    1.2.1 滴定试验
    用电子分析天平准确称取MC和C-24 各1 g,分别倒入两只1 L的容量瓶中,加水至刻度,充分摇匀, 得到浓度均为1 g/L 的MC 溶液和C-24 溶液,并分别标记为1、2 号。
    用电子分析天平准确称取两份酸性黄N-3RL,各100 mg,分别倒入两只干燥的锥形瓶中,然后各加入100 mL 水,用力摇动锥形瓶,使染料充分溶解; 然后用配好的MC 溶液和C-24 溶液滴定至溶液澄清透明; 记下MC 和C-24 的用量, 将滴定后的溶液放置在阴凉处,24 h 后,观察现象。
    1.2.2 工艺配方及升温曲线
     
    染色工艺曲线如图1所示。

    1.2.3 染色试验
    准确称取NC-1109 和AC 各100 g,分别倒入两只1 L 的容量瓶中,加水至刻度,充分摇匀,得到浓度均为100 g/L 的NC-1109 溶液和AC 溶液。
    取7 个钢瓶,分别标为1、2、3、4、5、6、7 号。根据表1 中的用量向钢瓶中加入染料和助剂(其中以mg 为单位的需用电子天平准确称取, 以mL 为单位的则要从上面配好的溶液中吸取)。

    取试验用坯布, 用剪刀剪下7块10 g 的方布,并分别在布上剪出1、2、3、4、5、6、7 个缺口, 对号放入钢瓶中,将钢瓶盖拧紧,放入远红外小样机,按图1 工艺曲线输入程序操作。出锅后将布样放在烘箱内烘干, 凉透后用测色配色系统测布样的得色量。记下数据,重复上述试验3 次,求平均值。
    1.2.4 匀染性试验
    用电子天平准确称取100 mg酸性黄N-3RL,分别倒入三只干燥的锥形瓶中, 然后各加入100 mL水,用力摇动锥形瓶,使染料充分溶解。分别标上1′、2′、3′号,然后分别用MC 溶液和C-24 溶液滴定1′号和2′号至溶液澄清透明。分别从3 份溶液中各吸取10 mL 7 份,分别加入钢瓶中,加入140 mL 水,放入10 g 样布,根据图1 染色工艺曲线染色, 分别在40 ℃、50 ℃、60℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃、98 ℃各保温10 min,依次取样,并根据布样得色量测定染料吸尽率曲线。
    2· 结果与讨论
    2.1 滴定试验结果与讨论
    滴定前,1、2 号瓶中的染料均未完全溶解,在底部沉淀。随着滴定的进行,染料逐渐溶解,最终染料完全溶解形成暗红色透明溶液。放置24 h 后,1 号瓶染料从溶液中析出,溶液变为黄色的悬浊液,2 号瓶仍为暗红色透明溶液。滴定试验结果见2所示。

     由表2 可以看出,MC 的用量远大于C-24, 这是因为非离子表面活性剂对染料除了具有增溶作用外,还能与酸性染料和水形成氢键,相当于给酸性染料分子接上一个亲水基,进一步增加了染料分子的亲水性,增强了提高酸性染料溶解度的能力。
    另外,因为把阴离子表面活性剂MC 加入溶液后, 形成胶粒,溶液中仍有游离的MC 分子存在,它与胶粒呈现复杂的动态平衡关系,当温度与压力等外部条件发生变化时,平衡随之被破坏,MC 分子在溶液中重新分配, 建立新的平衡。在此过程中胶粒不断被破坏,因此这是一个不稳定的分散体系,染料分子随时可能因胶粒被破坏而从溶液中析出。而C-24 为非离子表面活性剂,它能与染料分子形成氢键,使整个体系更加稳定,不易受外部条件的影响。因此,非离子表面活性剂C-24 比阴离子表面活性剂MC 提高酸性染料溶解度的能力强,形成的体系更加稳定。
    2.2 染色试验结果与讨论
    布样的得色量情况见表3 所示。
 
    2.2.1 MC 和C-24 对酸性染料重现性的影响
    如表3 所示,3 次重复试验的基本数据一致, 说明MC 和C-24的加入并没有影响染料的重现性。这是因为MC 和C-24 在整个染色过程中扮演中间体的角色,不影响染色结果。
    2.2.2 MC 和C-24 对酸性染料上染率和配伍性的影响
    由表3 所示,1~6 号瓶中布样红N-2RBL、黄N-3RL、蓝N-BLN等3 种染料的得色量各自相同,且布样色相一致。这就说明,C-24 的加入并没有影响酸性染料的上染率和配伍性。7 号布样的得色量有所下降,说明MC 的用量过多会对酸性染料的上染率和配伍性产生影响。因此,MC 在提高酸性染料溶解度的同时降低了酸性染料的上染率, 而C-24 对酸性染料的上染率没有影响。
    2.2.3 MC 和C-24 对酸性染料匀染性的影响
    MC 和C-24 对酸性染料匀染性的影响的吸尽率曲线见图2 所示。
              
    根据图2 吸尽率曲线可以看出, 加入C-24 的染液吸尽率曲线的斜率最小,说明加入C-24 后,染色过程中染料上染较其他两个要缓慢,而且最终得色量与不加助剂的一致,高于加入匀染剂MC 染液的得色量。因此,加入C-24 后,可明显改善酸性染料的匀染性,并且效果比匀染剂MC 好。
    3· 结论
    通过试验证明,非离子表面活性剂C-24 可以改善酸性染料染锦纶的匀染性,并且用量少,形成的体系稳定,不会影响染色结果。
参考文献
[1]孔繁超. 针织物染整[M]. 北京:中国纺织出版社,2003.


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