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HBP-HTC改性棉織物活性染料無鹽染色

來源:印染在線 發(fā)布時(shí)間:2008年12月04日

HBP-HTC改性棉織物活性染料無鹽染色

摘要:采用EPTAC(縮水甘油三甲基氯化銨)與HBP-NH2(端氨基超支化合物),自制端氨基超支化合物季銨鹽(HBP-HTC)改性劑,并對(duì)棉織物進(jìn)行陽離子改性。研究了HBP-HTC中季銨鹽質(zhì)量摩爾濃度、HBP-HTC溶液濃度、浸漬時(shí)間和溫度等因素對(duì)改性棉織物活性染料無鹽染色性能的影響,得到適合的改性工藝條件:EPTAC∶HBP-NH2=2∶1;用4g/LHBP-HTC的溶液于常溫下浸漬處理30min,然后洗凈。測(cè)試結(jié)果表明,改性棉織物采用活性染料無鹽染色,可獲得與未改性棉織物常規(guī)染色相當(dāng)?shù)腒/S值和染色牢度。關(guān)鍵詞:無鹽染色;活性染料;陽離子改性;棉織物中圖分類號(hào):TS193.632  文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A  文章編號(hào):1000-4017(2008)11-0005-030 前言在棉織物活性染料傳統(tǒng)染色工藝中,需加入大量的鹽,以提高染料的上染率和固色率。鹽的加入會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)惡化,破壞生態(tài)環(huán)境,因此,活性染料無鹽和低鹽染色成為印染工作者致力解決的熱點(diǎn)問題之一。其中,棉纖維陽離子化,是一種比較有效的途徑。即通過化學(xué)結(jié)合或物理吸附,使陽離子化合物固著在纖維上,以提高染料的竭染率和固色率,減少甚至不使用無機(jī)鹽。端氨基超支化合物(HBP-NH2)是一種高度支化,含有豐富端氨基和亞胺基的水溶性多分散聚合物。該化合物可通過范德華力、氫鍵等作用力與棉纖維結(jié)合,使棉織物的表面吸附部分端氨基超支化合物,提高染色性能,實(shí)現(xiàn)無鹽染色。1 試驗(yàn)1.1 材料與試劑端氨基超支化合物季銨鹽(HBP-HTC)以縮水甘油三甲基氯化銨(EPTAC)為改性劑,與HBP-NH2發(fā)生接枝反應(yīng)而得,其分子結(jié)構(gòu)見圖1,制備配方見表1。純棉漂白布(120g/m2,華芳集團(tuán));活性橙3R,活性黃3-GL,活性紅3BS,活性藍(lán)GG(臺(tái)灣永光)。1.2 儀器LFY-304織物耐摩擦色牢度試驗(yàn)儀(山東

省紡織科學(xué)研究院);SW-12A型耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)(無錫紡織儀器廠);UltrascanXE測(cè)色儀(美國(guó)HunterLab公司)。1.3 試驗(yàn)方法1.3.1 棉織物HBP-HTC改性工藝將棉織物置于0~20g/L的HBP-HTC溶液中,于20~90℃浸漬處理5~180min,取出,洗凈備用。1.3.2 活性染料染色工藝工藝處方/(g/L)活性染料/%(owf) 2.0NaCl60(無鹽染色則不加NaCl)無水Na2CO320浴比1∶50染色升溫曲線水洗后處理 加入3g/L皂片,于95℃皂煮5min,晾干。1.3.3 染色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取“碐B/T3920—1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取愤M(jìn)行;耐洗色牢度 按GB/T3921.3—1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)拖瓷味?試驗(yàn)3》進(jìn)行。1.3.4 K/S值的測(cè)定在UltrascanXE型測(cè)色儀上測(cè)定試樣的K/S值,采用10°視野,D65光源,試樣折疊四層。2 結(jié)果與討論2.1 棉織物HBP-HTC改性工藝優(yōu)化2.1.1 改性劑配比對(duì)K/S值的影響提高EPTAC與HBP-NH2的投料比,可增加HBP-HTC分子結(jié)構(gòu)中季銨鹽支鏈的接枝率,見表1。分別采用4g/LHBP-NH2和不同投料比的HBP-HTC常溫處理棉織物30min,水洗后用2%活性黃3-GL無鹽染色,測(cè)試得色量,結(jié)果見圖2。 由圖2知,隨季銨鹽基團(tuán)濃度的提高,HBP-HTC改性處理棉織物活性染料染色K/S值明顯升高。隨HBP-HTC中季銨鹽含量增加,HBP-HTC上的正電荷增加,易被帶負(fù)電性的棉纖維表面所吸附。另外,HBP-HTC分子量增加,與纖維的結(jié)合力增強(qiáng),改性效果好,有利于提高棉織物的無鹽染色性能。當(dāng)上述投料比EPTAC∶HBP-NH2=2∶1時(shí),HBP-NH2分子中的氨基已基本接枝完全,因此,投料比選為2∶1。2.1
.2 HBP-HTC濃度對(duì)棉織物染色性能的影響用不同濃度的HBP-HTC浸漬處理棉織物,其它工藝條件同上,結(jié)果如圖3所示。由圖3可知,棉織物經(jīng)HBP-HTC陽離子改性后,其染色性能顯著提高。由于HBP-HTC表面具有極其豐富的季銨鹽基團(tuán),較低濃度的HBP-HTC溶液即可實(shí)現(xiàn)棉織物陽離子改性。當(dāng)HBP-HTC濃度較高時(shí),染色過程中吸附牢度較低的HBP-HTC反而會(huì)脫落,使染液中部分染料沉淀,造成染色后織物K/S值下降。因此,本試驗(yàn)選定HBP-HTC濃度為4g/L。2.1.3 浸漬溫度對(duì)改性棉織物無鹽染色的影響將棉織物置于4g/L的HBP-HTC溶液中,分別于20、60和90℃浸漬處理30min,水洗后染色,測(cè)試其染色性能,其結(jié)果見表2。從表2可以看出,低溫處理對(duì)改性棉織物的無鹽染色性能有利。這是因?yàn)槊蘅椢飳?duì)HBP-HTC是物理吸附,且為放熱反應(yīng),提高溫度不利于HBP-HTC在棉織物上的附著。因此,棉織物HBP-HTC的陽離子改性可選擇在常溫下進(jìn)行。2.1.4 浸漬時(shí)間對(duì)改性棉織物染色性能的影響將棉織物置于4g/L的HBP-HTC溶液中,常溫下浸漬處理5~180min,水洗,染色,結(jié)果見圖4。圖4中,延長(zhǎng)浸漬時(shí)間,有利于HBP-HTC在棉織物表面的吸附,可提高改性棉織物的無鹽染色性能??紤]到加工效率,選擇浸漬時(shí)間為30min。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),HBP-HTC溶液的pH值對(duì)改性棉織物無鹽染色性能的影響不明顯。2.2 棉織物HBP-HTC改性前后染色性能比較采用上述最優(yōu)工藝條件對(duì)棉織物進(jìn)行改性處理,選擇了四種活性染料無鹽染色,測(cè)試其染色K/S值和色牢度,并與未改性棉織物傳統(tǒng)有鹽染色進(jìn)行比較,見表3。由表3知,HBP-HTC改性棉織物活性染料無鹽染色,與未改性棉織物傳統(tǒng)有鹽染色相比,有相當(dāng)或更高的K/S值,且耐摩擦色牢度、耐洗色牢度均令人滿意。棉織物的陽離子改性往往會(huì)造成染后色光變暗
。如活性黃3-GL,其全波長(zhǎng)K/S值曲線峰改變[10],如圖5所示。由圖5可以看出,HBP-HTC改性棉織物無鹽染色后的K/S值,略高于未改性棉織物傳統(tǒng)有鹽染色;但其波峰發(fā)生了微小的變化,說明采用HBP-HTC對(duì)棉織物陽離子改性,會(huì)對(duì)棉織物活性染料染色的色光產(chǎn)生一定的影響,但影響較小。3 結(jié)論(1)采用HBP-HTC對(duì)棉織物進(jìn)行陽離子改性,可以實(shí)現(xiàn)棉織物活性染料的無鹽染色。與傳統(tǒng)棉織物活性染料染色相比,其K/S值、色牢度指標(biāo)均令人滿意。(2)HBP-HTC中季銨鹽質(zhì)量摩爾濃度越高,對(duì)棉織物的改性效果越好,其最佳改性工藝條件為:4g/LHBP-HTC溶液,常溫下浸漬處理30min。(3)如何減少處理時(shí)間,提高HBP-HTC在棉織物表面的附著量,以及解決無鹽染色后色光變化,有待進(jìn)一步研究。


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