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竹浆纤维织物进行HBP—NH2 浸渍处理
集萃印花网  2011-07-14 00:00:00
    【集萃网观察】竹浆纤维产品具有良好的吸湿性、透气性、悬垂性,手感滑爽,可以生物降解并且具有一定的抗菌、除臭特性。但竹浆纤维木质素含量较高,纤维分子上的自由羟基少,微观结晶区结构紧密,染料分子不易进入纤维内部,上染率和固色率较低。通常竹浆纤维织物多采用活性染料进行染色加工,在纤维素纤维传统的染色工艺中,为提高活性 染料的上染率和固色率,必须加入大量的无机盐,无机盐的加入不可避免的对生态环境造成污染。为了实现无盐染色或降低无机盐用量,国内外进行了广泛的研究。

  超支化聚合物由于其独特的结构和优异的性能,并且其合成方法简便,成本较低,在纺织上具有很大的应用前景和实际意义。端氨基超支化合物(HBP—NH2) 特殊的三维结构和表面极其丰富的氨基和亚胺基,赋予其优异的溶解性能。在纤维表面引入大量的氨基和亚胺基,改变纤维染色过程中的表面电荷分布,有利于带负 电荷的染料上染,从而降低染色过程中无机盐的用量,甚至实现无盐染色。本文通过对竹浆纤维织物进行HBP—NH2 浸渍处理,研究其改性后无盐染色性能。

  1 实验部分

  1.1 材料与药剂

  织物:竹浆纤维织物(平纹,40s X40s /133 X 72,120g/m2 ,浙江安吉竹纤维有限公司)。

  染料:纺科素活性染料(活性紫A一5RV、活性大红 A—EF、活性嫩黄A 一4GLN、活性深蓝A一2GLN、活性翠蓝A-6GLN),上海纺科化工有限公司提供。

  药品:NaC1、无水Na2CO3、NaOH、HC1(均为分析纯);端氨基超支化合物(HBP—NH )(实验室自制)。

  1.2 仪器

  Ultrascan XENI/色仪(美国HunterLab公司);HD500 型水浴振荡器(南通宏大实验仪器有限公司);PHS一3C 精密PH计(上海楚柏实验设备有限公司);JS94H微电泳仪 (上海中晨公司)。

  1.3 实验方法

  1.3.1 竹浆纤维织物改性处理

  配制HBP—NH2溶液对竹浆纤维织物进行改性处理,浓度0~6 g/L,pH值1.5~ 11(分别用Hcl和Na0H调节),温度20~ 100℃,浸渍处理时间5~ 180 min,热水充分清洗后待染。

  1.3.2 活性染料染色工艺

  染液配方:活性染料x 2.0%(O.W.f);NaCI(A)60 g/L(无盐染色,则不加NaC1);无水Na2CO3(B)20 g/L;浴比l:50。

  

  水洗后处理:加入3 g/L的皂片,在95℃的温度下煮5min,水洗后晾干。

  1.3.3 Zeta电位(ζ)的测定

  分别取原竹浆纤维织物和RSD改性竹浆纤维织物各 0.5 g,剪成l mm的细小纤维,用0.001 mol/L KC1溶液将纤维配制成0.05% 的溶液,然后调成不同pH值,超声波搅拌 10 min,取少量用JS94H微电泳仪测定其Zeta电位。

  1.3.4 织物表面色深K/S值测试

  样品表面色深K/S值采用Ultrascan XE测色仪测量,l0°视野,D65光源,试样折叠4层。

  1.3.5 染色牢度测试

  耐摩擦色牢度按国标GB/T 3920— 1997 纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试方法检测;耐冼色牢度按国标GB/T 3921.3 -1997 纺织品色牢度试验耐洗色牢度:试验3 测试方测。

  2 结果与讨论

  2.1 Zeta电位

  

  图l显示,在不同pH值水溶液中未改性竹浆纤维的 Zeta电位小于零,而改性竹浆纤维表面Zeta电位大大提升,在pH<7.0时,改性织物Zeta电位为正值,pH>7.0时,Zeta 电位为负值但仍高于同等pH值条件下未改性竹浆纤维表面的Zeta电位。所以改性竹浆织物相比未改性织物能减弱与阴离子染料的斥力,更有利于染料上染。

  2.2 改性工艺对竹浆纤维织物活性染料无盐染色的影响

  2.2.1 pH值

  

  图2为竹浆纤维织物经不同pH值改性液处理后无盐染色K/S值变化图。改性液中HBP—NH2浓度为2 g/L,织物在常温下浸渍处理30 min。如图2所示,改性液pH值对k/s 值影响很大,在pH值为7.O左右时K/S值最大,升高或降低 pH值K/S值都减小。当pH>7.0时,改性织物Zeta电位为负值,降低染料对竹浆纤维的亲和力,K/S值下降。在弱酸条件下,HBP—NH2 表面部分氨基可以与H+ 结合,削弱纤维表面负电性,有利于染料靠近纤维表面,增加纤维与染料的结合,因此K/S值提高;在强酸时,HBP—NH2 分子间相互静电斥力增大,不利于竹浆纤维对HBP—NH2 的吸附,所以K/S 值下降。因此,适宜的pH值为7.0左右。

  2.2,2 HBP—NH2浓度

  

  利用不同浓度的HBP—NH2改性液,控~ljpH值为7.0 左右,常温下浸渍处理30 min后,改性织物无盐染色后K/S 值结果如图3所示。由图3看出,随着HBP—NH2 浓度的增加,竹浆纤维织物活性染料无盐染色所得k/s值明显增加。但当HBP—NH2浓度高于2 g/L时,无盐染色所得k/s值增加趋于平缓。所以HBP—NH2浓度选为2 g/L。

  2.2.3 处理温度

  利用2 g/L HBP—NH2溶液在pH = 7.0左右,不同温度下对竹浆纤维织物处理30 min,研究了改性竹浆纤维织物无盐染色K/S值随处理温度变化的关系,结果如图 4所示。在常温下处理,K/S值最高,说明竹浆纤维吸附的 HBP—NH2最多,随着处理温度的升高,染色K/S值不断下降,说明高温并不利于HBP—NH2 的吸附,这是因为竹浆纤维主要依靠氢键、范德华力吸附HBP—NH2,这种吸附是放热的,升高温度会降低HBP—NH2在竹浆纤维织物表面的吸附量。因此 选用在20℃时处理织物。

  

  2.2.4 浸渍时间

  处理时间对改性竹浆纤维织物的影响如图5所示。中国印花网可以看出,随着浸渍时间的增长,K/S值显著增加,处理30 min后,K/S值变化不再明显,HBP—NH2 吸附达到平衡,因此浸渍处理30 min即可。

  

  2.3 改性竹浆纤维织物无盐染色与常规有盐染色性能比较

  采用上述较优工艺条件改性竹浆纤维织物,并采用活性染料无盐染色工艺染色,测试其染色K/S值和色牢度,并与未改性竹浆纤维织物有盐染色结果进行比较,结 果见表1。可以看出,HBP—NH2改性竹浆纤维织物无盐染色的 K/S值比传统有盐染色要高,且改性竹浆纤维织物无盐染色牢度与未改性织物染色牢度相当。

  

    结论

  (1)HBP—NH2 改性处理有利于提高竹浆纤维表面的Zeta电位,促进阴离子染料的上染。

  (2)改性竹浆纤维织物的较优的工艺条件是:常温下,HBP—NH2 浓度2 g/L,浸渍时间30 min,pH值7.0左右。

  (3)改性竹浆纤维织物采用活性染料无盐染色工艺可以提高K/S值,且染色牢度与常规有盐染色相当。

  来源:张鹏 张峰 林红 陈宇岳

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