改性木棉纤维的活性染料染色工艺
来源: 丁颖，蔡再生，沈勇，周晓英
摘要：采用活性染料对阳离子改性木棉纤维进行染色。优化的改性木棉纤维活性染料诺威克隆FN-R染色工艺为：染料l％(owf)，NaCL 20g／L，JFC 2g／L，浴比1：50，40℃染色30min，Na2CO320g／L固色6Omin。染色后木棉纤维的上染率、固色率、耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度及染色K／S值均有较大提高。
前言
木棉纤维是一种天然非棉纤维素纤维，属被子植物门、双子叶植物纲、锦葵目、木棉科植物，约有20属180种，广泛产于热带及亚热带地区…。木棉纤维是良好的隔热隔声材料、保暖材料、填充材料和浮力材料，但因为木棉纤维刚性强，抱合力和可纺性差，上染率低，可用染料品种单一，限制了其在纺织、服饰领域的应用。
采用改性剂对纤维进行表面改性，以改变纤维染色性能的方法已在棉、麻等纤维素纤维上得到了应用]，而改性剂在木棉纤维上的应用尚未见报道。本试验利用自制阳离子改性剂对木棉纤维进行改性，研究改性后木棉纤维活性染料染色工艺。
1试验
1．1材料、试剂和仪器
材料：印尼产木棉纤维(长度在151mm以下)。
试剂：阳离子改性剂(自制，含固量40％，季铵盐类化合物)，诺威克隆FN—R活性染料(亨斯迈纺织染化)。
仪器：ColorQuestXE测色配色仪(美国HunterLab公司)，RY-25012常温型染样机(上海龙云电子科技有限公司)，722型分光光度计(上海精密仪器仪表公司)，101—1型电热恒温鼓风干燥箱(上海华联环境试验设备公司)，XD—C14型耐水洗色牢度测试仪(旭东仪器有限公司)，Y571B摩擦牢度仪(温州纺织仪器厂)，IR200型傅里叶变换红外光谱仪(美国ThermoNicolet公司)。
1．2试验方法
1．2．1木棉纤维改性
用阳离子改性剂对经煮练、漂白等前处理的木棉纤维进行改性，改性剂用量为8％(owf)，pH值11，75℃处理45rain，取出后水洗至中性，烘干。
1．2，2染色工艺
染色处方
诺威克隆FN—R／％(owf) 1
NaCL(g／L) 20
渗透剂JFC／(g／L) 2
浴比 1：50
温度／℃ 60
时问／min 30
固色处方
Na2CO3／(g／L) 5
温度／℃ 60
时间／min 60
工艺曲线
1．3测试方法
1．3．1红外光谱
采用KBr压片法。将测试纤维剪成碎末，然后与KBr混合，研磨后压片，在红外光谱仪上测定其红外光谱图，扫描范围400～4000am-1，扫描32次。
I．3．2上染百分率
采用残液浓度法在最大波长=61Inm下，测定染色残液浓度，按式(I)计算染料上染百分率：
上染百分率=(1 —A/A0 )×100％ (1)
式中：A。——初始标准染液光密度；
A——染色t时间的染液光密度。
1．3．3固色率
将染色后的样品用清水洗5min，皂洗15min(标准皂液2g／L，9O℃)，再用清水洗。收集上述染色残液、水洗液和皂洗液进行混合，用分光光度计分别测定混合液和初始标准染液的光密度值，并按式(2)计算固色率]：
固色率：(1 —nA1/mA0 )×100％ (2)
式中：m，n——初始标准染液和混合液稀释倍数；
A。，A1——初始标准染液稀释m倍和混合液稀释倍后的吸光度。
I．3．4色牢度
耐洗色牢度参照GB／T3921．1一l997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度》，在XD—C14水洗色牢度测试仪上进行；
摩擦色牢度参照GB／T3920m1997(纺织品色牢度试验耐摩擦牢度》，在Y571B摩擦色牢度仪上进行。
2结果与讨论
2．1阳离子改性木棉纤维的红外光谱表征
将经8％(owf)阳离子改性剂处理前后的木棉纤维，采用IR200型傅里叶变换红外光谱仪测定红外光谱，见图1和图2。
对比图1和图2发现，改性后木棉纤维在1510～1245cm区域的吸收峰变小或消失，此处的特征吸收归属于C—O的伸缩振动及一OH的面内弯曲或面内剪切振动J。该吸收峰的变化是由于改性后木棉纤维分子上接枝的长链脂肪烃，限制了O—H的面内弯曲或者面内剪切振动，导致在1510～1245cm区域的吸收峰变小或消失。
由于胺的红外光谱在3500～3300am有强吸收峰，而在相同区域还存在着一OH的伸缩振动和一CH的伸缩振动特征吸收]，所以用3500—3300cm的吸收特征峰来表征阳离子改性效果的实用意义不大。
2．2染料用量对上染百分率的影晌
改变活性染料诺威克隆FN．R用量，按1．2．2节进行染色，探讨活性染料用量对上染百分率的影响，结果见表1。
木棉纤维在染浴中因纤维素纤维的电离而带负电荷，而活性染料在染液中亦呈阴离子性。通过改性处理可部分减少或消除木棉纤维上的负电荷效应，提高纤维吸附染料的能力，同时还可以增加活性染料上染的染座，使上染率有所提高。
由表1可见，染料用量为0．5％一1％(owf)时，上染率较高，而染料用量超过1％(owf)后，无论是上染阶段还是固色阶段，上染率均有不同程度的降低。这是因为染料在水中以分子、染料胶团、聚集体及固体状态存在，一般认为只有以分子或较小胶团状态存在的染料才能够上染纤维J，而染料浓度过高，会使聚集体与固体状态的染料量增加，同时染料胶团有增大的趋势，增大的胶团亦吸收了部分分子态染料，最终导致染料的溶解度降低，上染率下降。因此染料用量以0．5％～1％(on1f)为宜。
