胡麻纖維的稀土染色改性研究

崔景東++李哲++李靜++高婕

摘要：胡麻纖維是油纖兩用纖維，不僅可以用于榨油還可以用于紡織領域。以胡麻纖維為主要研究對象，研究其在稀土改性的作用下染色性能的提升，胡麻在稀土改性后，纖維的上染率、K/S值、斷裂強度均有大幅提升。

關鍵詞：胡麻；稀土；染色；改性

0 引言

隨著天然纖維熱的興起，麻類織物以其優良的吸濕性、散熱性及良好的服用性能已逐漸被人們所認識，而且越來越受到青睞[1]。胡麻屬油纖兼用型亞麻。我們通常說的胡麻是油用亞麻或油纖兩用亞麻。胡麻作為一種耐寒耐旱的油料作物具有廣泛的種植面積，在我國的內蒙古、山西、寧夏等西北華北地區更是主要的經濟作物。尤其是在內蒙古地區有大量的胡麻用于食用，壓榨剩余的胡麻未被利用造成了大量纖維的浪費。胡麻纖維屬于亞麻纖維，染色均勻性較差且不易染透。為了提高胡麻纖維的品質，改善胡麻纖維的染色和服用性能，提高纖維的舒適性，對胡麻纖維進行改性是非常必要。我國擁有豐富的稀土資源，其應用領域十分廣泛且進展較快。稀土在紡織染整工業方面的應用是近年來開辟的新途徑[2]。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

實驗材料：本實驗材料取自內蒙古呼和浩特市托克托縣的胡麻

1.2 實驗材料的準備及預處理

1.2.1漚麻方法

一般在胡麻纖維脫膠過程中希望纖維素中果膠、半纖維素的質量分數越低越好[3]，木質素對纖維的影響是木質素質量分數少的纖維光澤好， 柔軟并富有彈性， 可紡性和印染的著色性能均好， 在纖維脫膠過程中雖然也希望盡量脫除木質素， 但由于木質素在植物細胞壁中起著支撐和粘結纖維素的作用， 客觀上不可能全部脫除， 否則易使工藝纖維解體， 從而降低纖維可紡織性能。[4]

為了減少實驗中化學試劑的的誤差，同時考慮到生產實際以及經濟效應，最終選用溫水漚麻作為胡麻的漚制方法。

1.2.2漂白工藝

漚制完成的胡麻在進行漂白前需進行預處理，預處理的工藝路線為：取樣→水洗→烘干→超聲洗滌→水洗→自然風干→酸洗→煮練→水洗→自然晾干→漂白→水洗→烘干。其中酸洗液和煮練液配方如表1和表2。

胡麻漂白的工藝路線為：次氯酸鈉漂白→過氧化氫漂白→水洗→烘干。

漂白液配方的浴比為1：40，具體配方如表3。

1.3胡麻纖維染色的改性研究

1.3.1實驗藥品

實驗所采用的氯化稀土由上海植信化工有限公司生產，檸檬酸由石家莊雙聯瑞爾化工有限公司生產；選用的染料分別為直接染料湖藍5B、活性染料翠蘭B-GFL、還原性染料靛藍進行改性研究。

1.3.2稀土染色工藝

稀土染色方法按表4對改性后的胡麻纖維進行染色，研究稀土用量、稀土加入時間對胡麻纖維染色后性能的影響。直接染料和活性染料先染色后固色；還原染料染色時，先浸泡一定時間的稀土溶液然后再進行染色[5]。

1.4改性性能測試指標

1.4.1K/S值

對染料染色性能評價的重要指標之一就是染色深度。Kubelka-Munk 染色深度方程在被測物體的吸收系數 K 和散射系數 S，與固體試樣中有色物質濃度C之間建立了一定的函數關系[6]。通過測定得到的 K /S 值越大，則胡麻纖維表面顏色越深，即有色物質濃度越高，說明染料染色性能越好。將改性染色后的纖維選用CM-3600A型電腦測色配色儀進行K/S測定，每個樣品選取8個不同的位置進行測量，取平均值即為該樣品的K/S值。

1.3.2斷裂強度

指材料發生斷裂時的最大應力與斷裂橫截面積的比值。改性染色后的胡麻纖維用YG/B/001A型電子纖維強力機測試斷裂強度，多次測量取平均值。

1.3.3上染率

在染色過程中，上染到纖維上的染料量與最初染浴中染料總量之比，常以百分數表示。分別以染色前后的染液用蒸餾水稀釋到相同倍數并在該種染料的最大吸收波長處測定染色前后染液的吸光度A0、A1，計算上染率：

式中：A1，N1——染色殘液的吸光度和稀釋倍數；

A0，N0——染色原液的吸光度和稀釋倍數

1.5實驗結果與討論

以稀土加入量為變量，其他參數按照最佳工藝路線對纖維進行染色并測試染色后纖維的性能。

由表5可得，稀土在胡麻纖維的染色條件下有明顯的促進染色的功能。染料的上染率和染色后纖維的K/S值都與稀土的用量有關系，隨著稀土用量的增加，纖維的K/S值和上染率逐漸上升。但當稀土用量由0，3%提到到0.4%時，纖維的K/S值和上染率提升較少。

稀土離子可以失去三個電子，原子半徑比其他過渡元素大。稀土離子容易形成絡合物，因為有空軌道，可接受較多的配位體。

染色時，稀土與染料分子中的羥基和偶氮基絡合形成離子型配位體，從而使染料的相對分子質量變大，增強染料分子和纖維非極性的分子間作用力；另一反面，配位體與纖維結合為新的染座，使染料進一步上染纖維，提高染料的上染率，進而增大K/S值。

同時根據測量，纖維的斷裂強度在稀土加入前后有較大的區別，隨著稀土用量的增加斷裂強度也增加。這是因為稀土具有較強的絡合作用，可和纖維形成配位鍵和共價鍵等絡合物，這些絡合物起到交聯劑的作用，增加了纖維抵抗外界的能力，使纖維的強力有所提高

參考文獻：

[1]吳銳東，季華桂.淺談地毯的清潔與保養[J].日用化學品科學，2000，23（6）：35-37.

[2]葛靜靜，楊原梅，李丹.混合稀土在羊毛酸性染料染色中的應用[J].毛紡科技，2011，39（2）：11-13

[3] 吳紅玲， 蔣少軍. 胡麻粗紗染色生產技術的探討 [ J] . 染整技術， 2002， 24（ 4） ： 25-27

[4]龍德樹， 楊傳強， 曾憲慶， 等. 亞麻和胡麻纖維的性能研究 [ J] .紡織學報， 1999， 20（ 3） ： 8-11

[5]宋欣榮，翦育林，劉方等. 稀土在苧麻纖維染色中作用機理的研究[J]. 稀土.2002（3）：44-47

[6]徐海松. Kubelka-Munk 理論在紡織印染自動配色中的應用研究[J]. 光子學報，1998，27（4）： 338-341