新型促染劑在滌綸常壓沸染中的應用

卜義夫，孔俊嘉，王淑琪，張延祥

（沈陽科技學院，遼寧沈陽 110167）

滌綸是應用較廣泛的合成纖維之一，被廣泛應用于服裝、家紡等領域［1］。但是由于滌綸本身結晶度高、纖維緊密，導致其染色較為困難，對染色過程的溫度和壓力有嚴格的要求。通常使用分散染料對滌綸進行染色，常用的染色方法有高溫高壓染色法、熱熔染色法、常壓沸染法等［2］。高溫高壓染色法和熱熔染色法的能耗較大，而且對染色設備也有較高的要求；而常壓沸染法工藝簡單，能耗低［3-4］，但是其染色效果不佳。將自制的促染劑KJ 應用于常壓沸染工藝中，提高了滌綸織物的染色效果；與高溫高壓染色法和熱熔染色法相比，促染劑的添加降低了染色溫度，達到了降低能耗的目的。

1 實驗

1.1 材料與儀器

材料：滌綸織物（75D×75D，河北琳綸紡織有限公司），氫氧化鈉（分析純，濟南祥泰化工有限公司），保險粉（分析純，江蘇云頂化工有限公司），促染劑KJ（實驗室自制），分散紅3B、分散藍ACE（工業級，山東省壽光市昌泰微納化工廠），丙酮（分析純，東莞市啟明化工有限公司），冰醋酸（分析純，濟南源飛偉業化工有限公司）。

儀器：HS 型高溫電腦程控染樣機（東莞博萊德儀器有限公司），LA-205 型熱定形機（山東德州宏力紡織機械有限公司），722 型摩擦色牢度測試儀、SW-24G 型耐洗色牢度測試儀（山東卡斯特儀器有限公司），752N 型紫外-可見分光光度計（濟南童鑫生物科技有限公司），DHG-9053A 型恒溫干燥箱（河北智眾機械科技有限公司），FA1004 型分析天平（紹興市景邁儀器設備有限公司），YG001B 型力學測試儀（武漢國量儀器有限公司），TDL-40B 型離心機（濟南鑫宇鑫醫療設備有限公司），CS-650 型分光測色儀（東莞市匯東科技有限公司）。

1.2 實驗工藝

1.2.1 工藝配方

分散染料染色：分散染料4%（omf），促染劑KJ 12%（omf），使用冰醋酸調節pH 為6～7，浴比20∶1。

還原清洗：氫氧化鈉2 g/L，保險粉2 g/L，浴比30∶1，80 ℃處理20 min。

1.2.2 工藝流程

浸漬預處理（70 ℃，10 min）→分散染料染色（100 ℃，40 min）→熱水洗→預烘（100 ℃，3 min）→焙烘（210 ℃，5 min）→還原清洗（80 ℃，20 min）→水洗→烘干。

常壓加促染劑沸染工藝曲線如下所示：

1.3 測試

表觀深度（K/S值）：選用分光測色儀在10°視野、D65光源的條件下測定滌綸織物K/S值，將滌綸織物折疊成4層，測3次取平均值。

上染百分率［5］：將未使用的染液和染色后殘液分別稀釋一定倍數，使用膠頭滴管分別吸取3 mL 未使用的染液和染色后殘液滴到10 mL 容量瓶中，加丙酮至容量瓶刻度線，使用紫外-可見分光光度計測定吸光度。上染百分率計算公式如下：

式中，Ai為染色后殘液稀釋ni倍后的最大吸收波長處的吸光度；A0為未使用的染液稀釋n0倍后的最大吸收波長處的吸光度。

耐摩擦色牢度：按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測試，采用GB/T 251—2008評定沾色用灰色樣卡進行評級。

耐皂洗色牢度：按照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》測試，采用GB/T 250—2008 評定變色用灰色樣卡和GB/T 251—2008 評定沾色用灰色樣卡分別評定變色和沾色級別。

斷裂強力：在滌綸織物上任取5 個測試點，使用力學測試儀測定每個點的斷裂強力，取平均值。

2 結果與討論

2.1 促染劑的特性與穩定性

促染劑KJ 為無味的乳白色液體，可以用水以任意比例稀釋，pH 6.5，密度1.3 g/L，含固量為63.2%。將促染劑KJ 放置在外界環境中15 d，觀察發現促染劑KJ 未發生分層和渾濁現象，這說明促染劑KJ 的貯存穩定性良好。將促染劑KJ 放入離心機中，分別以1 500、3 000、4 500 以及6 000 r/min 離心，離心后促染劑KJ 均未發生分層和渾濁現象，這說明促染劑KJ 具有良好的離心穩定性。

2.2 促染劑用量對K/S值及上染百分率的影響

由圖1 可以看出，隨著促染劑KJ 用量的增加，滌綸纖維的上染百分率逐漸增大，促染劑KJ 用量超過10%（omf）后，滌綸織物的上染百分率變化緩慢；K/S值呈先增大后減小的趨勢，促染劑KJ 用量為12%（omf）時K/S值達到最大。這是由于促染劑KJ 既可以與分散染料作用，也可以與滌綸纖維作用，在促染劑KJ 用量低于10%（omf）時，隨著促染劑KJ 用量的增加，滌綸纖維對分散染料的吸附加強，染料在滌綸纖維上的擴散速度也加快，導致上染百分率不斷增大；隨著滌綸纖維對促染劑的吸附達到飽和，繼續加入促染劑會導致染料分子吸附在滌綸纖維表面，阻止了促染劑分子進入滌綸纖維內部，進而導致了促染劑用量超過10%（omf）后上染百分率增長緩慢。促染劑用量超過12%（omf）后，隨著促染劑KJ 與分散染料的作用，滌綸織物的K/S值下降。考慮到企業生產成本以及能耗等因素，確定促染劑的最佳用量為12%（omf）。

圖1 促染劑用量對K/S值以及上染百分率的影響

2.3 促染劑用量對色牢度和斷裂強力的影響

由表1 可以看出，染色滌綸的耐摩擦色牢度隨著促染劑KJ 用量的增加而降低，而促染劑KJ 的加入對耐皂洗色牢度幾乎沒有影響。這是由于滌綸織物本身對分散染料具有吸附作用，隨著促染劑KJ 的加入，吸附能力和染料在滌綸內部的擴散速度不斷增大，但是滌綸織物對分散染料的吸附是有一定限度的，吸附飽和后分散染料只能吸附在滌綸織物的表面，無法進入纖維內部，在滌綸織物表面會形成一層染料層，水洗會洗去絕大部分的染料，但仍會有殘留，滌綸織物表面會出現浮色，導致染色織物的耐摩擦色牢度下降。

表1 促染劑對滌綸染色織物色牢度和斷裂強力的影響

隨著促染劑KJ 用量的增加，染色織物的斷裂強力提高。這是由于在促染劑KJ 的作用下，滌綸纖維分子間的作用力減小，在一定溫度下，纖維分子的排列更緊密，這使得滌綸織物在受到外界拉力作用下，不易發生因為應力集中而引起的織物斷裂。

2.4 常壓加促染劑沸染工藝與傳統工藝的對比

不同工藝下染色效果的對比見表2。

表2 不同工藝下染色效果的對比

由表2 可以看出，不同分散染料在常壓加促染劑KJ 沸染和傳統高溫高壓染色時，二者的染色效果接近，這說明促染劑KJ 具有較好的促染效果。促染劑KJ 的使用不僅解決了常壓沸染工藝染色效果差的缺點，并大大降低了染色溫度。

3 結論

常壓沸染工藝具有能耗低、染色溫度低、染色壓力低的優點，加入促染劑KJ 后，滌綸織物采用常壓沸染工藝的染色效果與傳統高溫高壓染色工藝接近，促染劑KJ的最佳用量為12%（omf）。這說明促染劑KJ具有良好的促染效果，在保證染色效果的同時，實現了滌綸織物的低溫常壓染色，從而達到了節能減排的目的。