阳离子改性天丝织物酸性荧光染料染色

曹机良，杨孟楠，孟春丽，李武龙，文 芳

(1.河南工程学院材料与化学工程学院，河南郑州 450007;2.河南工程学院河南省服用纺织品工程技术研究中心，河南郑州 450007)

阳离子改性天丝织物酸性荧光染料染色

曹机良1,2，杨孟楠1，孟春丽1，李武龙1，文 芳1

(1.河南工程学院材料与化学工程学院，河南郑州 450007;2.河南工程学院河南省服用纺织品工程技术研究中心，河南郑州 450007)

采用阳离子改性剂PECH-amine对天丝织物进行改性，然后用酸性荧光染料染色。探讨了改性剂和染料用量，染色温度、pH和时间对天丝织物酸性荧光染料染色性能的影响，测试了染色K/S值、耐洗和耐摩擦牢度。结果表明：当改性剂用量6 g/L和10 g/L分别对天丝织物进行改性，酸性荧光艳红FA和酸性荧光嫩黄FA用量2%(owf)时，最佳染色工艺为pH 5～7，染色温度50 ℃，保温染色40 min，染色织物的各项牢度均达到3级以上。

天丝织物 阳离子改性剂 改性 酸性荧光染料 染色

0 前言

天丝是一种再生纤维素纤维，兼具普通型粘胶纤维优良的吸湿性、柔滑飘逸性和舒适性等优点外，克服了普通粘胶纤维强力低，尤其是湿强低的缺陷，同时拥有棉的“舒适性”、涤纶的“强度”和真丝的“独特触感”。无论在干或湿的状态下，均具有极好的韧性。天丝纤维易于生物降解，不会对环境造成污染，故被称为“二十一世纪绿色纤维”[1-3]。天丝与棉结构相似，都是纤维素纤维[4-5]，因此棉织物用染料都可用于天丝织物染色，常用染料有活性染料和直接染料等[6-8]，不宜于酸性染料染色，而活性荧光黄FL是唯一的活性荧光类染料，且价格昂贵，但酸性染料中荧光染料色光齐全，因此可通过对天丝织物进行阳离子改性，使天丝织物上生成阳离子基团带有正电荷，染-纤之间的斥力转变为静电引力，增强酸性荧光染料的吸附性能，从而实现酸性荧光染料染色天丝织物[9-12]。

本实验通过阳离子改性剂PECH-amine改性天丝织物，然后用酸性荧光艳红FA和酸性荧光嫩黄FA进行染色，探讨各因素对染色性能的影响，寻求最佳染色工艺，为天丝织物酸性染料染色提供一定的借鉴。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

织物：天丝，60×60支纱，密度180×120(市售)。

药品：改性剂PECH-amine(东华大学)，酸性荧光艳红FA和酸性荧光嫩黄FA(上海安诺其纺织化工有限公司)，pH缓冲液(实验室自制)，标准合成洗涤剂(上海市纺织工业技术监督所)。

仪器：红外线高温染色机IR-24S和定型烘干机(上海一派印染技术有限公司)，Color-Eye7000A测色仪(美国爱色丽公司)，摩擦色牢度仪Y571N(南通宏大实验仪器有限公司)，耐洗色牢度试验机SW-12A(温州方圆仪器有限公司)。

1.2 改性方法

改性剂PECH-amine 10 g/L，氢氧化钠10 g/L，浴比1∶40，在红外线高温染色机IR-24上于30 ℃入染，以1 ℃/min的速率升温至90 ℃，保温60 min，充分水洗，弱酸中和，水洗，烘干。

1.3 染色方法

酸性荧光染料x%(owf)，浴比1：50，一定pH值，于室温25 ℃入染，以1 ℃/min加热升温至所需温度，保温一定时间，染毕。

1.4 测试方法

1.4.1 表观色深K/S值

染色试样的表观色深K/S值在Color-Eye7000A测色仪上测定，采用D65光源和10°观察角，每个试样测量4次取平均值。

1.4.2 牢度测试

染色试样的耐洗和耐摩擦色牢度分别按照GB/T 3921-2008《纺织品 色牢度实验 耐皂洗色牢度》和GB/T 3920-2008《纺织品 色牢度实验 耐摩擦色牢度》进行测试。

2 结果与讨论

2.1 改性剂用量对天丝织物K/S值的影响

天丝织物采用LIQ进行改性，染料用量2%(owf)、pH 5、染色温度50 ℃、保温染色40 min条件下进行酸性荧光艳红FA和酸性荧光嫩黄FA染色，改性剂用量对天丝织物K/S值的影响如图1所示。由图1可知，随着改性剂用量的增加，天丝织物的K/S值逐渐增加，酸性荧光嫩黄FA和酸性荧光艳红FA染色K/S值在改性剂用量分别为6 g/L和10 g/L时，趋于平衡达到最大值。这是因为当改性剂用量较低时，纤维上含有可与改性剂PECH-amine反应的羟基较多，随改性剂用量的增加，纤维上结合的改性剂增多，可与酸性荧光染料静电结合的阳离子基团增多，屏蔽了纤维上的负电荷，提高了纤维对酸性荧光染料的吸附能力，所以染色K/S值增大。但纤维上可与改性剂反应结合的位置是有限的，当改性剂达到饱和之后，纤维与改性剂发生充分反应，再增加改性剂用量，对纤维上正电荷的增加几乎没有影响，所以染色K/S值趋于稳定达到最大值。由于染料结构的不同，使染料上染纤维的性能有所差异，因此酸性荧光嫩黄FA和酸性荧光艳红FA染色纤维可选择改性剂用量分别为6 g/L和10 g/L。

图1 改性剂用量对天丝织物K/S值的影响

2.2 染色温度对天丝织物K/S值的影响

天丝织物用改性剂6 g/L和10 g/L进行改性，染料用量2%(owf)、在pH 5、一定染色温度，保温染色40 min条件下进行酸性荧光嫩黄FA和酸性荧光艳红FA染色，染色温度对天丝织物K/S值的影响如下页图2所示。由图2可知，随着染色温度的升高，酸性荧光嫩黄FA和酸性荧光艳红FA染色织物的K/S值先增大后减小，在50 ℃时达到最大值。这是因为经过改性后的天丝织物上接枝生成了大量的氨基，在溶液中显正电荷，而酸性荧光染料含有大量的磺酸基，在溶液中显负电荷，使纤维与染料之间的斥力转变成了静电引力，增强的对染料的吸附，酸性荧光染料上的磺酸基负离子与改性天丝织物上的氨基正离子在低温条件下就很容易形成离子键而结合。一定温度的升高，有利于纤维膨化和空隙的增大，使染料分子更加容易向纤维内部渗透扩散，所以染色K/S值逐渐增大。当温度过高时，染料与纤维之间的亲和力降低，对染料的吸附性能减弱，所以染色K/S值逐渐减小。考虑到节能要求，可选择酸性荧光染料染色改性天丝织物的最佳温度为50 ℃。

图2 染色温度对天丝织物K/S值的影响

2.3 保温时间对天丝织物K/S值的影响

天丝织物用改性剂6 g/L和10 g/L进行改性，染料用量2%(owf)、在pH5、染色温度50℃、保温一定时间的条件下进行酸性荧光嫩黄FA和酸性荧光艳红FA染色，保温染色时间对天丝织物K/S值的影响如图3所示。由图3可知，随时间的延长，改性天丝织物染色的K/S略微减小但变化不大。这是因为改性之后天丝织物上生成了大量的氨基正离子，使染-纤之间的斥力转变成了静电引力，增强了酸性荧光染料的吸附能力，所以染料上染速率加快，在较低温度和较短时间内即可达到饱和值。考虑到染色的匀染性和透染性可适当延长染色时间，使保温时间控制在40 min左右即可。

图3 保温时间对天丝织物K/S值的影响

2.4 染色pH值对天丝织物K/S值的影响

天丝织物用改性剂6 g/L和10 g/L进行改性，染料用量2%(owf)、染色温度50℃、保温染色40 min的条件下进行酸性荧光嫩黄FA和酸性荧光艳红FA染色，染色pH值对天丝织物K/S值的影响如图4所示。由图4可知，在酸性条件下，随pH值的增大，天丝织物染色K/S值逐渐增大，然后趋于稳定平衡值。这是因为在弱酸性条件下，改性腈纶纤维上的氨基可迅速正离子化，形成氨基正离子，酸性越强，氢离子质子化越强，可与染料磺酸基负离子形成的离子键越多，所以其染色K/S值越大；若酸性过强，则酸性染料的水溶性降低，可与纤维以离子键结合的磺酸基负离子减少，使染料上染纤维的量减小，所以织物染色的K/S值减小。由于强酸性条件会对纤维的物理机械性能造成损伤，所以染色pH不宜过低，可选为5～7。

图4 染色pH值对天丝织物K/S值的影响

2.5 染料用量对天丝织物K/S值的影响

天丝织物用改性剂6 g/L和10 g/L进行改性，pH 5、染色温度50℃、保温染色40 min的条件下进行酸性荧光嫩黄FA和酸性荧光艳红FA染色，染料用量对天丝织物K/S值的影响如下页图5所示。由图5可知，随着染料用量的增大，酸性荧光艳红FA染料对改性天丝织物染色的表观色深值K/S先增大后减小，在染料浓度为2%(owf)时，达到最大值。这是因为在染色初期，改性天丝织物上含有大量的氨基正离子，当染料用量较低时，可全部上染纤维与纤维发生充分反应，所以染色K/S值逐渐增加。继续增加染料用量，染色K/S值增加缓慢逐渐达到最大值。由图还可知，随染料用量逐渐增大时，酸性荧光嫩黄FA对改性天丝织物染色的K/S值逐渐增大，这可说明酸性荧光嫩黄FA的结构比酸性荧光艳红FA较为复杂，其染色提升性能优于酸性荧光艳红FA。

图5 染料用量对天丝织物K/S值的影响

2.6 染色织物的牢度测试

天丝织物用改性剂6 g/L和10 g/L进行改性，染料用量2%(owf)、pH 5、染色温度50℃、保温染色40 min的条件下染色，染色织物的耐洗和摩擦牢度如表1所示。由表可知，染色织物的耐洗和摩擦牢度均在3级以上。

表1 染色织物的牢度性能测试

3 结论

(1)当酸性荧光嫩黄FA和酸性荧光艳红FA用量2%(owf)时，用改性剂6 g/L和10 g/L分别改性天丝织物的最佳染色工艺为pH 5～7，染色温度50 ℃，保温染色40 min。

(2)天丝织物阳离子改性后酸性荧光染料染色性能得到很大提高，且整理后棉织物的耐皂洗和耐摩擦色牢度均在3级以上。

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AcidFluorescentDyeDyeingTencelFabricwithCationicModifier

CAOJi-liang1,2,YANGMeng-nan1,MENGChun-li1,LIWu-long1,WENFang1

(1. Textile College, Henan Institute of Engineering, Zhengzhou 451191;2.Henan Provincial Research Center of Apparel Textile Engineering Technology,Henan Institute of Engineering, Zhengzhou 450007)

Modification was carried out on tencel fabrics with cationic modifier PECH-amine and then acid fluorescent dyes were used to dye it. The effects of modification agent and dye dosage, dyeing temperature, pH value and time on the dyeing performance of acid fluorescent dyes of tencel fabric were explored. The K/S value, washing and rubbing fastness of dyed fabric were tested. The results showed that each color fastness was up to class 3 when modifier to tencel fabric was 6 g/L and 10 g/L respectively, acid fluorescent red FA and acid fluorescent yellow FA were 2%(owf), the optimal dyeing process was as followed: pH 5～7, dyeing at 50 ℃ for 40 min.

tencel fabrics cationic modifier modification acid fluorescent dye dyeing

2017-08-15

河南省服用纺织品工程技术研究中心2016年度开放基金项目(CTERC201602)。

曹机良(1982-)，男，博士研究生，讲师，研究方向：纺织品染整工艺与理论，纺织品功能整理研究。

TS193

A

1008-5580(2017)04-0022-04