高牢度活性黑染料在散纤维浸染染色中的应用

2021-12-04李瑞卿李继往

纺织科学与工程学报 2021年4期

李瑞卿,李继往,王伟

(苏州中纺学面料产业研究院,江苏苏州 215000)

0 前言

硫化黑染料由于合成工艺简单、生产成本低廉、产品适用性强,且染色产品乌黑度高,一直用于纤维素纤维的染色[1-2]。但使用硫化黑染料染色也存在一定问题,一是染色产品的牢度有待提高,特别是干湿摩擦色牢度;二是染色产品贮藏过久纤维强力会下降,织物容易发生脆损,染色时需要做防脆处理;三是硫化黑染色的上染率低,染色废水中含有较多染料,对生态环境影响很大[3-4]。

活性染料能与纤维素纤维形成牢固的共价键结合,从而具备其他纤维素纤维染料无法比拟的特点[5-6]。活性染料染色工艺和染色操作简单,因此,近年来活性染料发展迅速[7-8]。

但活性染料染色也存在一些问题,如活性染料染深色品种较少[9-10],尤其是黑色产品的乌黑度还达不到硫化黑染料的要求[11-12]。因此,本论文使用新型活性黑染料对散纤维进行浸染染色,探究最佳的染色工艺,并与使用硫化黑浸染染色的散纤维对比得色深度和各项色牢度。

1 实验部分

1.1 实验材料、试剂及仪器

材料:精梳棉(湖州金騄印染实业有限公司),

试剂:活性黑ED-HW(浙江亿得化工有限公司提供),硫化黑、硫化碱、烧碱、纯碱、元明粉、专用精炼渗透剂LFD-30、专用皂洗剂TBS-A、专用固色剂T-8、醋酸(佛山市畅染科技有限公司提供)

仪器:LT502电子天平(常熟市天量仪器有限公司),MYP19-2磁力搅拌器(上海梅颖浦仪器仪表有限公司),恒温水浴锅(上海亚荣生化仪器厂),101A-2E电热鼓风干燥箱(上海试验仪器厂有限公司)

1.2 实验方法

1.2.1 散纤维的前处理

将散纤维浸在前处理液中,室温浸入,升温速率2 ℃/min,升温至95 ℃处理30 min,降温排液,60 ℃热水洗5 min,冷水溢流洗一道。

1.2.2 活性黑散纤维的染色

40 ℃入染(加元明粉)→升温(2 ℃/min至80 ℃)→加纯碱,保温固色60 min→水洗(30 ℃,5 min)→热水洗(80 ℃,5 min)→第一次皂洗(95 ℃,15 min,专用皂洗剂TBS-A 3 g/L)→冷水溢流洗一道→第二次皂洗(95 ℃,15 min,专用皂洗剂TBS-A 3 g/L)→热水洗(80 ℃,5 min)→水洗(30 ℃,5 min)→加酸(40 ℃,15 min,醋酸 0.5 g/L)→脱水烘干

1.2.3 硫化黑散纤维的染色

40 ℃入染→升温(2 ℃/min至80 ℃)染色60 min→水洗(30 ℃,5 min)→氧化(27.5%双氧水,5 g/L,20 min)→水洗(30 ℃,5 min)→热水洗(80 ℃,5 min)→第一次皂洗(95 ℃,15 min,专用皂洗剂TBS-A 3 g/L)→冷水溢流洗一道→第二次皂洗(95 ℃,15 min,专用皂洗剂TBS-A 3 g/L)→热水洗(80 ℃,5 min)→水洗(30 ℃,5 min)→加酸(40 ℃,15 min,醋酸 0.5 g/L)→脱水烘干

1.3 测试方法

1.3.1 纤维表观颜色深度K/S值

使用测色仪对染色后纤维的K/S值进行测定,采用D65光源、10°观察视角,测试四次取得平均值。

1.3.2 各项色牢度测试

耐皂洗色牢度:对染后纤维的耐皂洗色牢度按照GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》进行测试。

耐摩擦色牢度:对染后纤维的耐摩擦色牢度按照GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行测试。

耐光色牢度:对染后纤维的耐光色牢度按照GB/T 8427—2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度:氙弧》进行测试。

2 结果与讨论

2.1 元明粉质量浓度对染色性能的影响

固定活性黑ED-HW染料质量浓度为10%(o.w.f),纯碱质量浓度为20 g/L,染色温度85 ℃,染色时间60 min,探讨不同元明粉质量浓度对染色性能的影响。测试染色后散纤维的K/S值,结果如图1所示。

由图1可知,随着元明粉质量浓度的增加,染色后散纤维的K/S值不断升高。当元明粉质量浓度从100 g/L增加至120 g/L时,染色后散纤维的K/S值升高幅度较大;当元明粉质量浓度从120 g/L增加至140 g/L时,染色后散纤维的K/S值升高幅度降低。说明通过增加元明粉的用量来提高染色散纤维的K/S值存在一定限制,元明粉用量超过120 g/L后对染色散纤维的K/S值增加不明显;且元明粉的用量过高,染色废水中含盐量较高,污水处理成本加大,污水处理难度增加。因此,本实验优选合适的元明粉质量浓度为120 g/L。

2.2 纯碱质量浓度对染色性能的影响

固定活性黑ED-HW染料质量浓度为10%(o.w.f),元明粉质量浓度为120 g/L,染色温度85 ℃,染色时间60 min,探讨不同纯碱质量浓度对染色性能的影响。测试染色后散纤维的K/S值,结果如图2所示。

图2 纯碱质量浓度对染色散纤维K/S值的影响

由图2可知,纯碱质量浓度对染色散纤维K/S值的影响较大,当纯碱质量浓度从10 g/L增加至20 g/L时,染色后散纤维的K/S值依此升高;当纯碱质量浓度为20 g/L时,染色后散纤维的K/S值达到最大,此时再增加纯碱质量浓度,染色后散纤维的K/S值反而略微下降。活性染料在碱性条件下固色,但当染液中碱性过高时,染料会发生水解,水解的染料无法上染纤维,导致染色后散纤维的K/S值降低。因此,本实验优选合适的纯碱质量浓度为20 g/L。