低溫型活性染料對大豆纖維織物染色工藝研究

姚　平

(蘇州經貿職業技術學院，江蘇蘇州 215009)

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低溫型活性染料對大豆纖維織物染色工藝研究

姚平

(蘇州經貿職業技術學院，江蘇蘇州 215009)

根據大豆纖維的特性，選用活性染料對其進行染色，分析了在低溫型活性染料上染大豆蛋白織物時，堿濃度、硫酸鈉的用量、染色的時間、染色的溫度等因素對染色效果的影響。采用單因素實驗法，分析堿濃度、硫酸鈉的用量、染色時間和染色溫度對染色效果的影響。通過實驗結果與分析可以得知：(1)堿濃度在25g/L時，兩種染料的染色效果最好；(2)硫酸鈉在55g/L時，活性紅固色效果最好；而當硫酸鈉在60g/L時，活性黃的固色效果最好；(3)時間在100分鐘時，活性紅的K/S值最大，染色效果最好；而時間在80分鐘時，活性黃的K/S值最大，染色效果最好；(4)兩種染料對大豆纖維染色時，最佳染色溫度都為50℃。

大豆纖維織物染色染色工藝低溫型活性染料

0　前言

大豆蛋白纖維屬于再生再白纖維，紡絲液由大豆豆渣中提取出的大豆蛋白(含量約為23～55%)和聚乙烯醇(45%～77%)組成，該纖維具有良好的吸濕透氣性、懸垂性和抗皺行。[1]參照蛋白質纖維的染色，活性和酸性染料都比較適合大豆纖維織物的染色[2-3]。綜合考慮大豆纖維的染色牢度和染色工藝條件，本論文精選低溫型活性染料對大豆纖維織物進行染色工藝研究，探討不同的工藝條件對染色效果的影響，主要討論的的工藝因素有染色溫度、染色時間、中性鹽的濃度和堿劑的濃度，并確定兩種低溫型活性染料對大豆纖維織物的最佳染色工藝條件。

1　實驗材料和方法

1.1實驗材料和測試儀器

大豆纖維針織物；Datacolor SF-600測色配色儀(DTC香港科技有限公司)；活性紅和活性黃(安諾其集團)；碳酸鈉和硫酸鈉(中國上海試劑總廠)。

1.2大豆纖維織物的染色工藝流程

織物→染色[活性黃L-3R或活性紅L-S 2%(o.w.f.)；元明粉(50～70 g/L)；碳酸鈉(5～25g/L)；溫度(35～55℃)；染色+固色時間(70～110min)；浴比1∶50]→冷水洗→熱水洗→冷水洗→皂洗(皂片2g/L；純堿2g/L；浴比1:30；溫度95～98℃；時間5 min)→熱水洗→冷水洗→烘干。

2　結果與討論

2.1純堿濃度對染色效果的影響

為了討論純堿濃度對活性染料大豆纖維織物染色效果的影響，固定硫酸鈉的濃度(60 g/L)、染色時間(90 min)和染色溫度(40℃)，按照大豆纖維織物的染色工藝曲線進行實驗，所得實驗結果如下頁表1和圖1所示。從下頁表1和圖1中可知，隨著堿劑濃度的不斷提高，染色后織物的K/S值也呈現出不斷上升的趨勢，當碳酸鈉濃度為25 g/L時，活性紅和活性黃染色后的大豆纖維織物的K/S值達到最大值。眾所周知，堿劑在活性染料染色中主要起到固色的作用。活性染料吸附并在纖維內部擴散后，活性基與纖維的反應需要碳酸鈉提供堿性的環境，反應完成后染料與纖維以共價鍵相互結合，使染料牢固固著在纖維上。

表1　純堿濃度對活性紅和活性黃大豆織物染色效果的影響

圖1不同碳酸鈉濃度對活性紅和活性黃大豆織物染色效果的影響

2.2硫酸鈉濃度對染色效果的影響

在固定其他條件不變的情況下，元明粉濃度從50g/L上升至70g/L，按照大豆纖維織物的染色工藝曲線進行實驗，所得實驗結果如表2和圖2所示。由表2和圖2可知在碳酸鈉，染色時間，溫度都不變的情況下，隨著元明粉的增加，活性紅和活性黃的K/S值都是先升高再降低，當元明粉在55 g/L時，活性紅固色效果最好，當元明粉在60 g/L時，活性黃的固色效果最好。在活性染料的染色過程中，中性鹽硫酸鈉的主要作用是促染，因而硫酸鈉使用量的增加會促進染料在纖維表面的吸附，從而有更多的染料擴散到纖維的內部，達到提高上染百分率的效果，本論文實驗結果也很好的證明了這一點。

表2　硫酸鈉濃度對活性紅和活性黃大豆織物染色效果的影響

圖2不同硫酸鈉濃度對活性紅和活性黃大豆織物染色效果的影響

2.3染色時間對染色效果的影響

在確定好堿劑和中性鹽硫酸鈉的濃度后，本論文還討論了染色時間(實際包括了染色加固色時間)對活性染料大豆織物染色的影響，其中固定染色溫度為40℃，而染色時間從70min變化至110min不等，按照實驗工藝曲線分別進行實驗，所得實驗結果如下頁表3和下頁圖3所示。

由下頁表3和下頁圖3可知，隨著染色時間的增長，活性染料染色后大豆織物K/S值呈現先上升后下降的趨勢，分別在染色時間為80min(活性黃)和100min(活性紅)時活性染料染色后大豆織物K/S值達到最大。染色時間的增加一方面增加了吸附時間，但同時也會增加染料從纖維表面解吸的機會，因而要根據實際情況確定合適的染色時間，達到最佳的效率和最好的染色效果。

表3　染色時間對活性紅和活性黃大豆織物染色效果的影響

圖3不同染色時間對活性紅和活性黃大豆織物染色效果的影響

2.4染色溫度對染色效果的影響

最后，本論文討論了染色溫度對活性染料大豆織物染色效果的影響，分別固定硫酸鈉濃度為55 g/L(活性紅)和60 g/L(活性黃)，碳酸鈉濃度為25 g/L，染色時間分別為100min(活性紅)和80min(活性黃)，而溫度從35℃變化至55℃不等，按照大豆織物活性染料染色的工藝進行染色，所得實驗結果如表4和圖4所示。從表4和圖4種可以看出，染色溫度對活性黃的影響要高于活性紅，但總體變化程度不大，當染色溫度分別為50℃(活性紅)和45℃(活性黃)染色效果最好。由于本論文所用染料為低溫型活性染料，所以在設定溫度范圍的過程中就考慮到了這點，方便找到兩種染料的最佳染色溫度。

表4　染色溫度對活性紅和活性黃大豆織物染色效果的影響

圖4不同染色溫度對活性紅和活性黃大豆織物染色效果的影響

3　結論

本論文討論了活性染料對大豆織物的染色工藝，通過單因素分析方法討論了各種因素對大豆纖維染色的影響，通過實驗結果與分析可以得知：①堿濃度對染色效果是有影響的，當其他因素不變時，堿濃度在25g/L時，兩種染料的染色效果最好；②不同濃度的硫酸鈉對染色效果有著不同的影響，當其他因素不變時，硫酸鈉在55g/L時，活性紅固色效果最好；當硫酸鈉在60g/L時，活性黃的固色效果最好；③染色的時間對染色效果也是有影響的，當其他因素不變時，時間在100分鐘時，活性紅的K/S值最大，染色效果最好；時間在80分鐘時，活性黃的K/S值最大，染色效果最好；④染色的溫度對染色效果也是有影響的，當其他因素不變時，溫度達到50℃時，活性紅的K/S值最大，染色效果最好；溫度達到50℃時，活性黃的K/S值最大，染色效果最好。

[1]馬雪玲. 活性染料、弱酸性染料對大豆蛋白織物的染色研究[J]. 針織工業，2006(4)：53-55.

[2]周家偉. 大豆纖維的染整加工性能[J]. 四川絲綢，2004(4)：18-20.

[3]唐人成，梅士英，王華杰，等. 大豆纖維的活性染料染色及其固著機理[J]. 2003(9)：5-9.

1008-5580(2016)03-0102-04

2016-03-12

TS193

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作者：姚平(1981-)，男，碩士，講師，研究方向：紡織品的綠色功能整理及印染廢水處理。