饰品之家讯：用羊毛活性染料染羊毛有许多优点.近年来,毛用活性染料及其染色技术的研究发展很快,如Lanasol、Hostalan、Drimalan等染料在羊毛染色中已享有较高的声誉[1].上海万得化工公司新研制了一套毛用活性染料系列Megalan,本文中研究用释酸剂调节染色pH值,考查对上染率和固色率的影响,从而制定相应的染色工艺.酸在羊毛染色中起相当大的作用,能很好的控制染料上染速率.在羊毛染色过程中,如果能加入一种能控制染色pH值的助剂(释酸剂),染色pH值从6～7起染.这样不但能促使染料理想分布和获得良好的迁移效果,而且随着时间推移和温度升高,释酸剂放出大量的酸,使染浴pH值缓慢降低,染色速度因而加快,吸尽更好,得到较高的固色率.这样,即可解决传统染色中,中途加酸,工艺复杂,时间过长,染色不易控制的缺点,又可避免由于采用游离酸带来的弊病.
本文中讨论染色工艺pH值为可变浴的新染色体系,采用易分解的硫酸铵,使染浴的pH值随时间的推移和温度的升高而持续均匀地变化,即由高pH值的上染条件,逐渐变为低pH值的染色条件,从而实现良好的匀染,得到较高的固色率,减轻羊毛的损伤.
1实验
1.1实验材料、仪器及试剂
材料:兰州三毛产匹染复梳纯毛花呢染色前半成品174g/m2.
仪器:pHs-2型酸度计(上海雷磁仪器厂);722型分光光度计(上海第三分析仪器厂);HH.SH-6型电热恒温水浴锅(上海医疗器械厂).
试剂:毛用活性橙L-3,毛用活性红2#,毛用活性藏青8GB(上海万得公司).
1.2实验方法
1.2.1染色处方
染色液:织物2g,染料(o.w.f)1%,浴比1∶30,盐5g/L,pH值由硫酸铵的量决定,沸染60min;剥色液(摩尔比):吡啶∶水∶盐酸(37%)=49.9∶49.9∶0.2,pH值7,浴比1∶30,温度80℃,时间30min.
1.2.2染色升温工艺曲线
1.3测试指标
1.3.1上染百分率的测定用722型分光光度计分别测定染色前后染浴的吸光度,计算上染百分率.
1.3.2固色率的测定用剥色液把织物上的浮色剥去,保留残液,将其稀释至一定体积,在722型分光光度计上分别测其吸光度,计算其固色率.
1.3.3pH值测试用pHs-2型酸度计测染浴pH值.
2结果与讨论
实验以染色处方和图1升温工艺进行染色,分别以不同量的硫酸铵进行实验.
2.1空白染浴中不同量硫酸铵的pH值的变化
由图2可知,不同量的硫酸铵在同一温度,随着时间的延长,pH值逐渐降低,但是到了一定时间,pH值基本上不再发生变化,原因是硫酸铵基本分解完全.5%的硫酸铵只能降低到6附近,10%的硫酸铵能降低到羊毛等电点附近,因此可以考虑在此量条件下的染色,而15%的硫酸铵能降低至3.2附近.
2.2不同pH值缓冲液的上染曲线
pH值不同对羊毛的上染速率有很大影响.下面取万得公司的三原色毛用活性染料(o.w.f)1%,浴比1∶30,盐5g/L,40℃起染,1℃/min升温,分别在缓冲液pH值为4,5,6下对织物进行染色,测得上染速率曲线,见图3,4,5.
从图3,4,5可知,随着pH值的降低,染料的上染率提高,酸起促染作用.羊毛分子在染浴中吸附了酸剂释放出来的H+后生成—NH+3,有了—NH2变为—NH+3,才有了吸附染料阴离子的能力,而且—NH+3的数量与染浴中的H+的浓度有直接关系,因此可见,pH值的变化直接影响上染进行的程度和速率[3].又由于万得公司的毛用活性染料在染色过程中是对羊毛边上染(静电引力吸附)边固色(共价键结合),所以如在初染时染浴pH值太低,则上染速率太快,且羊毛与染料发生了共价键结合,故移染性差,不易染匀.因此,考虑选择不同量硫酸铵来控制染浴的pH值,使初染时染浴pH值大约在7左右,使上染速率较低,从而可以得到较好的匀染性.随着染色时间的延长和染色温度的升高,硫酸铵分解加速,染浴pH值逐渐下降,上染速率也逐渐升高,固色率也逐渐提高.
2.3不同量硫酸铵时的上染率和固色率曲线
分别取万得公司三原色毛用活性染料(o.w.f)1%,浴比1∶30,盐5g/L,40℃起染,1℃/min升温,硫酸铵(o.w.f)分别为5%,10%,15%对羊毛进行染色,测了染浴中pH值的变化及上染曲线,然后用吡啶剥色液进行剥色,测得固色率曲线,见表1和图6～11.
从图6,8,10和表1可知,先开始染料的上染率比较低,是由于pH值大约7左右,羊毛分子中的羧基大部分离解,—NH+3部分转变成电荷中性的—NH2,羊毛分子带部分负电荷,此时对阴离子染料吸附较慢,吸附量也低,纤维和染料之间不存在库仑力,染料阴离子只能靠范德华力及水的熵变因素吸附纤维.随着时间的延长和温度的升高,硫酸铵逐步分解生成硫酸和易挥发的氨气,而使染浴的pH值逐渐降低,使羊毛纤维带—NH+3数量逐渐增多,此时阴离子染料平衡吸附量增多,上染率也逐渐升高,从而使羊毛纤维既可以得到染色均匀性,并且得到较高的上染率.总之,随着pH值的下降使羊毛纤维的上染率升高,上染率上升即染料在纤维上的[Df]升高,又使染料在相同染色时间和温度下与纤维相撞发生键合速率的升高,故固色率也随pH值变小而升高,如图7,9,11所示.
3结论
通过实验可知,硫酸铵释酸剂的应用,使毛用活性染料染色工艺节能,而且羊毛损伤小.
(1)硫酸铵是一种释酸型酸剂,其释酸速率适合羊毛的染色工艺,释放的酸能很快被利用,因而染浴pH值较稳定,酸剂挥发得到控制,有利于劳动环境;
(2)硫酸铵使用性能良好,可直接替代醋酸来染羊毛,并且克服了传统工艺中繁琐的步骤,提高了生产效率,染料利用率有所提高,废液中残余染料量减少,可节约相当程度的染料,保护了环境;
(3)纵观整个实验过程,硫酸铵起染pH值很高,匀染性作用明显,浮色少,效果优于缓冲液的效果,但是硫酸铵用量大.
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