纯棉织物的改型和染色性能

王京玺

◆摘  要：纯棉织物具有良好保湿性，是理想的织物类型。随着棉纤维价格上涨，纯棉织物向高端市场发展。人们对织物的要求向个性化等方向转变，阳离子燃料具有固色力强等优点，使其满足人们对服装的需求。通过正交试验对棉织物阳离子改性进行研究，得出较好染色工艺。改性剂质量浓度40g/L，改性时间为30min，浴比为20：1.染色工艺时间为60min，浴比为30：1。表明棉纤维织物经阳离子改性后燃料上染率与鲜艳度高于传统染色，染色后织物性能指标高于常规。

◆关键词：纯棉织物;改性染色;性能

我国是第一纺织生产加工大国，早期棉纤维染色主要是用直接燃料，硫化染料等。活性染料因其色谱齐全，色牢度优良等特点广泛应用于棉纤维染色。目前活性染料产量占合成染料的第二位。但存在固色率低问题，多活性基活性染料固色率仅为80%，加大生产成本，污水处理负荷加重。活性染料染色废水污染物含量高，恶化环境严重。如何提高活性染料利用率是国内外棉染行业研究重点。棉纤维阳离子改性通过化学反应使纤维引入阳离子基团，染色中可以不用无机盐。早期开发小分子胺化改性剂渗透性好，但处理时间长，目前国内外逐步向大分子改性剂方向发展。本文对棉纤维改性染色性能研究，提高活性染料上染率，具有工业推广应用前景。

1纤维素纤维概述

纤维素纤维分为天然与再生两种，再生纤维整齐度好，吸湿性较高。天然纤维素分为种子纤维与茎叶纤维，常见的品种包括剑麻、棉纤维等。再生纤维主要包括粘胶纤维、富强纤维。再生纤维织物以其优异性能受到消费者的青睐，主要有竹纤维织物，Modal等，纤维素纤维是人类防寒保暖的主要保障，具有良好保温性等优点，同时存在染色织物光萎暗等不足，纤维素纤维占碳含量的一多半。光合作用生成纤维素2.5%经加工使用。

纤维素纤维是天然有机高分子构成，需要了解纤维素高分子物化性质，制定适合的纤维素纤维织物。纤维素基本结构单元为失水葡萄糖基，纤维素分子由碳氢氧组成聚合度随织物种类等不同，分子是葡萄糖分子重复出现聚合成多糖物质，纤维素大分子排列为均聚成线性有机高分子，纤维素分子作用力强。分子中羟基不活泼，与染料分子难以发生共价键结合。纤维素对有机溶剂具有良好不溶性。纤维内部纤维素大分子排列存在差异，结晶区纤维素分子链排列规整。无定区有利于染料进入，纤维素纤维是可再生资源，在不可再生资源过度消耗下，研发用于不同领域的纤维素纤维产品意义重大。

棉纤维是常见的纤维素纤维，棉纤维改性分为物理与化学防晒，化学改性是通过改性剂分子活性基团与羟基发生化学反应，改进织物物化性能，高织物服用性能。改善染色性能的改性。主要分为纤维表面，浸入浓碱液等溶液，改变纤维微结构，纤维物理改性通过强碱等对棉处理，使棉纤维微观结构改变，使纤维内部结构发生改变。纤维表面改性包括物理化学改性，引起纤维染色性能改善，如纤维表面化学接枝等可用于表面改性。接枝改性为纤维整体化学改性。改性剂要求对纤维具有亲和力，含有阳离子基团。目前常用改性剂主要有高分子季铵盐化合物及树狀大分子等。

2阳离子染料染色

阳离子染料是溶液在可电离正电荷基团与发色团连接染料，具有色泽鲜艳，坚牢耐洗等优点，红黄橙等颜色品种明显，阳离子染料对乙醇具有溶解度，在强酸性染浴中，阳离子染料在弱酸性染浴中较为稳定，在碱性条件下发生分解生成沉淀。阳离子染料结构包括杂环甲川，杂环偶氮等，可离子化基团有连氨基、碱性氮等。阳离子染料结构分为分散型，隔离型与共轭型。隔离是染料分子中正电荷基团不与发色基团共轭。

隔离染料耐晒牢度优良，但对纤维着色力较差。大部分偶氮型染料为隔离型阳离子染料。分子中正电荷基团与发色体系相连，相比隔离型染料色泽鲜艳，三芳甲烷等为隔离型染料。共轭型阳离子染料分为X型，M型，阳离子染料阳离子末端用阴离子基团处理后为分散型阳离子染料，阳离子集团解离，由于分散型阳离子染料特点，不需添加分散剂作沉淀防止剂。阳离子染料分为早期碱性染料与腈纶染料。染料染色性能优良，不通过阳离子染料吸附性强。阳离子染料主要用于腈纶纤维染色。

3纯棉织物阳离子改性染色实验

实验采用织物为128×60/20×16纯棉卡其漂白布，聚环氧氯丙烷胺化物阳离子改性剂，活性红M-28。 使用仪器包括722分光光度计，Rapid高温高压染色机，SW-24A耐洗色牢度试验机，Rapid震荡染色机等。聚环氧氯丙烷胺化物在碱性下与羟基发生亲核反应，形成改性棉纤维织物。纤维素纤维在染浴中带负电荷，由于静电斥力导致上染率不高，引入阳离子胺基后，静电斥力变为引力。

棉纤维改性实验配比ρ=10-120g/L，浴比为20：1。按配比配置改性剂，加温溶液至40℃，以2℃/min升温后保温取出进行水洗至中性烘干。改性织物染色配比为pH=1-13，活性藏青RGB=20%，调节染浴pH，把改性后织物置入染浴内染，升温保温染色后取出水洗烘干。织物传统染色配方为NaClρ=60g/L，，活性藏青RGB染料=20%。纯棉织物在40℃下入染，升温后染色15min加入盐，最后加入纯碱30min后取出水洗烘干。K/S值采用Datacolor SF600 Plus CT测色配色仪测定，耐洗色牢度按《纺织品色牢度实验》规定方法测定。上染率计算公式=1-nA1/mA0×100%。N为染色后稀释倍数，A1为染色后染液稀释n倍后吸光度;m为染色前染液稀释倍数;A0为染色前染液稀释m倍后吸光度。

4实验分析

采用正交试验通过分析活性藏青RGB染料上染率研究影响因素，上染率影响顺序为NAOHρ>改性温度>时间。染色条件下验证试验上染率为97%。NaOHρ=40g/L，改性温度95℃，可获得较好结果。分析采用优化改性工艺下改性棉织物上染率，影响因素顺序为pH>染色时间。选用A2B2C1，上染率为98%，染色时间60min，达到良好效果。

分析经测定改性处理后棉织物色差数据，表明改性织物比未改性颜色深，活性红M-2B艳度差大于0，活性藏青RGB上染率较高，艳度差小于0。将改性后织物染色，分析染色织物K/S值提高，皂洗牢度变化不大。表明改性染色不降低色牢度。活性藏青RGB染料上染98%，采用改性后染色废水改性染色，改性后织物K/S值比未改性织物大，改性织物匀染性小0.5.改性后上染率提高到98%，通过分析摩擦牢度数据，改性后与为改性织物差异较小。改性后织物比未改性织物日晒牢度较好，利用改性染色后废水织物改性染色，改性后染色废水可回用，性能指标与正常水相当。

参考文献

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[2]唐孝明，叶皓华，陈国强.丝胶蛋白改性棉织物的染色性能研究[J].纺织导报，2013（03）：77-79.

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