滌綸起絨織物著色爛花印花中分散染料的耐堿性

葉思佳， 杜奕鈴， 張永高， 鄭今歡,3

(1. 浙江理工大學(xué) 先進紡織材料與制備技術(shù)教育部重點實驗室， 浙江 杭州 310018； 2. 紹興上虞聯(lián)星軋染有限公司， 浙江 紹興 312300； 3. 浙江理工大學(xué) 生態(tài)染整技術(shù)教育部工程研究中心， 浙江 杭州 310018)

滌綸起絨織物的著色爛花印花產(chǎn)品不僅外觀華麗，花型立體，而且手感豐富細膩，深受廣大消費者的青睞[1-3]。根據(jù)滌綸織物的不耐堿性，用氫氧化鈉對滌綸織物進行爛花處理，腐蝕滌綸絨面從而獲得凹凸立體的花型[4-6]。由于大部分分散染料的耐堿性較差，通常需要將織物先爛花再印花，從而導(dǎo)致工藝復(fù)雜化，生產(chǎn)成本增大；因此，需要尋找一批耐堿性較好的分散染料，將其應(yīng)用于滌綸起絨織物的著色爛花印花，實現(xiàn)著色和爛花工藝的一步法加工。

在爛花印花時，陳邦家[7]用質(zhì)量分數(shù)為15% 的氫氧化鈉處理絨毛高為2 cm的滌綸絨布針織物，獲得了較好的效果。當滌綸起絨織物的絨毛高度縮短為1 mm，用質(zhì)量分數(shù)為15%的氫氧化鈉處理時難以獲得理想的爛花效果，無法滿足企業(yè)實際生產(chǎn)需求；因此，為了獲得較好的爛花效果，有研究者[8]將氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)提高至25%，這對分散染料的耐堿性有了更高的要求。辛云川[9]和陳邦家等[10]曾利用染色殘液的吸光度、K/S值等測試方法來評價分散染料的耐堿性。本文主要通過分析高溫堿處理前后分散染料染液的吸光特性和滌綸起絨織物約著色爛花印花效果，篩選得到一批耐堿性較好的分散染料，同時對分散紅SXF和分散大紅SXF進行分析，探討分散染料結(jié)構(gòu)對其耐堿性的影響，以期為篩選合適的堿性著色爛花用分散染料提供參考依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

實驗材料：滌綸起絨織物(絨毛高為1 mm，浙江皮意紡織有限公司)；爛花糊料D-10(工業(yè)級，太倉天信工貿(mào)有限公司)；滲透劑107(工業(yè)級，浙江傳化股份有限公司)；氫氧化鈉(分析純，衢州市博特化工有限公司)；分散紅SXF、分散大紅SXF、分散黃SXF、分散黃棕SXF、分散藍SXF、分散翠藍SXF(浙江閏土股份有限公司)；分散深紅SA-6B、分散嫩黃SA-GL、分散黃SA-RL、(浙江萬豐化工有限公司)；分散洋紅HA-B(蓬萊嘉信染料化工有限公司)；分散寶藍A-BR、分散上青A-BT(上海貝通色彩科技有限公司)。

實驗儀器：IR-12型紅外染色機(南通寶來紡織設(shè)備有限公司)，M-6型連續(xù)式定型烘干機(佛山市亞諾精密機械制造有限公司)，MINIMDF/767型磁棒印花機(蘇州健豪檢測儀器有限公司)，SF600X型測色配色儀(常州賽姆儀器科技有限公司)，Lambda35型紫外分光光度計(美國Perkin-Elmer公司)，Vertex70型傅里葉紅外光譜儀(布魯克光譜儀器有限公司)，HP1100型高效液相色譜儀(美國安捷倫公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1印花漿的制備

在燒杯中加入適量溫水，加入爛花糊料D-10，邊加邊攪拌至均勻無塊狀[7]，含固率為10%，靜置過夜備用。將35 g原糊、3 g滲透劑107、2 g分散染料、定量的氫氧化鈉和適量水配制成100 g著色爛花漿料。

1.2.2印花工藝

磁棒印花→預(yù)烘→焙烘→冷水洗→熱水洗→烘干[11]。

1.2.3染料的高溫堿處理

稱取0.2 g染料配制成質(zhì)量濃度為0.2 g/L的染液。在染液中加入一定量的NaOH，將堿質(zhì)量濃度設(shè)定為0、2、4、6、8、10 g/L，在高溫高壓染色機中120 ℃保溫15 min后，取出冷卻1 h，得到高溫堿處理染液。將處理后的染液用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至中性，離心分離，于40 ℃條件下真空烘干得到高溫堿處理染料。

1.3 測試方法

1.3.1染液的吸光特性測試

取3.75 mL高溫堿處理染液于25 mL容量瓶中，再加入15 mL N,N-二甲基甲酰胺，用蒸餾水定容。采用紫外分光光度計測定高溫堿處理染液的吸收光譜曲線，測定波長為300～800 nm。

1.3.2紅外吸收光譜測試

采用溴化鉀壓片法對高溫堿處理染料進行紅外吸收光譜測試。掃描范圍為4 000～400 cm-1，分辨率為4 cm-1，掃描次數(shù)為32。

1.3.3著色爛花織物的著色效果測試

用測色配色儀測試不同堿濃度處理后滌綸起絨爛花印花織物的K/S值和色差ΔE。

1.3.4高效液相色譜測試

采用高效液相色譜儀對高溫堿處理染料進行測試。色譜柱為Agilent ZORBAX XDB-C18(180 mm×4.6 mm，5 μm)。根據(jù)染料的極性，采用梯度淋洗：0 min時流動相為甲酸水溶液/乙腈(體積比為5∶95)；9 min時流動相為甲酸水溶液/乙腈(體積比為95∶5)；12 min時流動相為甲酸水溶液/乙腈(體積比為95∶5)；流速為1.0 mL/min；進樣量為20 μL；檢測波長為530 nm；參比波長為580 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 分散染料染液的吸光特性分析

測定不同色系分散染料染液經(jīng)高溫堿處理后的吸光度，觀察分散染料染液吸收光譜曲線的變化。

2.1.1紅色系分散染料染液的吸光特性分析

按1.2.3節(jié)實驗方法處理紅色系染料，測定其染液的吸收光譜曲線，如圖1所示。可以看出，在高溫堿處理后，分散紅SXF的吸收光譜曲線變化最大，其最大吸收波長變大，且最大吸收波長處的吸光度減小。這說明在高溫堿性條件下，該染料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐堿性不佳。而分散大紅SXF、分散洋紅HA-B和分散深紅SA-6B的吸收光譜曲線變化不大，因此，在紅色系染料中，除分散紅SXF外，其余3種染料的耐堿性較好。

2.1.2黃色系分散染料染液的吸光特性分析

按1.2.3方法處理黃色系染料，測定其染液的吸收光譜曲線，如圖2所示。

圖1 不同堿性條件下紅色系分散染料的吸收光譜曲線Fig.1 Absorbency curves of red disperse dyes under different alkaline conditions. (a) Disperse bright red SXF; (b) Disperse red SXF; (c) Disperse magenta HA-B; (d) Disperse crimson SA-6B

圖2 不同堿性條件下黃色系分散染料的吸收光譜曲線Fig.2 Absorbency curves of yellow disperse dyes under different alkaline conditions. (a) Disperse Yellow SXF; (b) Disperse Bright yellow SXF; (c) Disperse Yellow SA-RL; (d) Disperse Yellowish-brown SXF

由圖2可知：高溫堿處理后，分散黃SXF、分散黃SA-RL和分散嫩黃SA-GL的吸收光譜曲線變化不明顯；分散嫩黃SA-GL的吸光度隨著堿處理濃度的提高而降低；而分散黃棕SXF的最大吸收波長變大。因此，在黃色系染料中，分散黃SXF和分散黃SA-RL的耐堿性較好。

2.1.3藍色系分散染料染液的吸光特性分析

按1.2.4方法處理藍色系染料，測定其染液的吸收光譜曲線，如圖3所示。可以看出：高溫堿處理后，分散藍SXF和分散翠藍SXF的吸收光譜曲線變化明顯；而其余2種染料的最大吸收波長略有變化，且對應(yīng)的吸光度隨著堿處理濃度的提高而降低。因此,在藍色系染料中，分散寶藍A-BR和分散上青A-BT的耐堿性較好。

2.2 滌綸起絨織物著色爛花印花效果分析

對比直接印花織物和25%NaOH堿性著色爛花印花織物的K/S值、K/S曲線最大峰值處波長λmax和二者間色差ΔE，結(jié)果如表1所示。

圖3 不同堿性條件下藍色系分散染料的吸收光譜曲線Fig.3 Absorbency curves of blue disperse dyes under different alkaline conditions. (a) Disperse Blue SXF; (b) Disperse Turquoise Blue SXF; (c) Disperse Royal A-BR; (d) Disperse Blueness A-BT

染料直接印花25%NaOH堿性著色爛花印花λmaxK/S值λmaxK/S值ΔE不加染料4000.044000.050.83分散紅SXF5207.135001.2629.33分散大紅SXF5205.505103.778.32分散洋紅HA-B5306.355301.7019.74分散深紅SA-6B5309.995302.0221.14分散黃SXF4206.904103.9913.73分散嫩黃SA-GL4004.803902.5924.93分散黃SA-RL3909.113907.7619.54分散黃棕SXF46014.344400.8244.17分散藍SXF61013.215900.1939.65分散翠藍SXF6708.006800.1748.08分散寶藍A-BR61010.966101.1425.44分散上青A-BT5903.976001.9617.68

由表1可知，當印花漿中加入25%NaOH后，不加染料制得的印花織物的K/S值、λmax和ΔE變化都不明顯,因此,可通過印花織物的K/S值、λmax和△E來判斷以上分散染料間的耐堿性差異。由表1還可知，當印花漿中加入25%的NaOH后，同種染料制得的印花織物的K/S值變小，其中有些印花織物的λmax也發(fā)生了變化。根據(jù)目測和企業(yè)生產(chǎn)實際需求，ΔE<25的印花織物在可接受范圍內(nèi)。由于藍色系染料的耐堿性較差，故其制得的印花織物的ΔE可小于30。同時在篩選時要求染料的Δλmax≤10 nm。根據(jù)高溫堿處理前后分散染料染液的吸光特性分析結(jié)果及上述規(guī)則，得到分散大紅SXF、分散洋紅HA-B、分散黃SXF、分散黃SA-RL、分散寶藍A-BR和分散上青A-BT具有較好的耐堿性。

2.3 分散染料結(jié)構(gòu)與其耐堿性關(guān)系分析

本文中分散紅SXF與分散大紅SXF的母體結(jié)構(gòu)相同；但二者卻表現(xiàn)出不同的耐堿性，因此，研究了這2種分散染料的結(jié)構(gòu)對其耐堿性的影響。

2.3.1分散紅SXF的耐堿性

高溫堿處理前后分散紅SXF的高效液相色譜圖如圖4所示。高溫堿性條件下分散紅SXF的水解反應(yīng)式如圖5所示。

圖4 高溫堿處理前后分散紅SXF的高效液相色譜圖Fig.4 High performance liquid chromatographic spectra of disperse red SXF before (a) and after (b) alkali treatment at high temperature

圖5 高溫堿性條件下分散紅SXF的水解反應(yīng)式Fig.5 Hydrolysis equation of disperse red SXF under alkaline condition at high temperature

由圖4、5可知，高溫堿處理后，分散紅SXF水解生成D—OCOCH3(染料本體)和D—OH(水解后產(chǎn)物)。由圖4可知，極性大的D—OH出峰時間為8.78 min，極性小的D—OCOCH3出峰時間為9.81 min。高溫堿處理前后分散紅SXF的紅外吸收光譜圖如圖6所示。

圖6 高溫堿處理前后分散紅SXF的紅外吸收光譜Fig.6 Infrared absorption spectra of disperse red SXF before and after alkali treatment at high temperature

從圖6可知，高溫堿處理后，分散紅SXF在1 740 cm-1處的酯基峰強度減弱，且在3 450 cm-1處的羥基峰強度明顯增強。這說明分散紅SXF中的酯基水解產(chǎn)生羥基。而在2 250 cm-1處氰基吸收峰沒有變化，結(jié)合圖5分散紅SXF的出峰情況，說明經(jīng)高溫堿處理后，分散紅SXF中的酯基水解產(chǎn)生羥基，而氰基不發(fā)生水解，氰基的耐堿性比酯基好。

2.3.2分散大紅SXF的耐堿性

分散大紅SXF的結(jié)構(gòu)式如圖7所示。高溫堿處理前后分散大紅SXF的高效液相色譜圖如圖8所示。

圖7 分散大紅SXF結(jié)構(gòu)式Fig.7 Structure formula of disperse bright red SXF

圖8 高溫堿處理前后分散大紅SXF的高效液相色譜圖Fig.8 High performance liquid chromatographic spectra of disperse bright red SXF before (a) and after (b) alkali treatment at high temperature

由圖8可知，高溫堿處理后，分散大紅SXF的保留時間及峰形幾乎不變。這說明經(jīng)高溫堿處理后其結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，其耐堿性較好。

分散紅SXF與分散大紅SXF的母體結(jié)構(gòu)相同，但二者表現(xiàn)出的耐堿性差異卻很大，主要由于分散紅SXF除了存在氰基外，還有酯基存在。通過上述研究發(fā)現(xiàn)，在該堿性條件下，分散紅SXF與分散大紅SXF的母體結(jié)構(gòu)均較為穩(wěn)定，對染料的耐堿性影響不大；而其取代基結(jié)構(gòu)的影響較大，含酯基的染料易發(fā)生水解，其耐堿性不佳，含氰基染料的耐堿性明顯優(yōu)于含酯基的染料。

3 結(jié) 論

1)通過分析高溫堿處理前后分散染料染液的吸光特性和滌綸起絨織物著色爛花印花效果發(fā)現(xiàn)，分散大紅SXF、分散洋紅HA-B、分散黃SXF、分散黃SA-RL、分散寶藍A-BR、分散上青A-BT具有較好的耐堿性，適用于25%NaOH堿性著色爛花印花。

2)通過研究分散紅SXF和分散大紅SXF的結(jié)構(gòu)對其耐堿性的影響發(fā)現(xiàn)，與母體結(jié)構(gòu)相比，取代基結(jié)構(gòu)的影響更大。含酯基的染料較易發(fā)生水解，耐堿性不佳，而含氰基的染料其耐堿性明顯優(yōu)于含酯基的染料。

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