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4 g/LHBP-HTC的溶液于常溫下浸漬處理30min,然后洗凈。測試結(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: TS193. 632　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A　　　文章編號: 1000-4017(2019)11-0005-03

0　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(120 g/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);Ultrascan XE測色儀(美國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0~20 g/L的HBP-HTC溶液中,于20~90℃浸漬處理5~180 min,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. 0

      NaCl                     60(無鹽染色則不加NaCl)

      無水Na2CO3               20

      浴比                     1∶50

      染色升溫曲線

          

      水洗后處理　加入3 g/L皂片,于95℃皂煮5min,晾干。

1. 3. 3　染色牢度試驗(yàn)

      耐摩擦色牢度　按GB/T 3920—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/T 3921. 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值的測定

      在Ultrascan XE型測色儀上測定試樣的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4 g/LHBP-NH2和不同投料比的HBP-HTC常溫處理棉織物30 min,水洗后用2%活性黃3-GL無鹽染色,測試得色量,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4 g/L。

2. 1. 3　浸漬溫度對改性棉織物無鹽染色的影響

      將棉織物置于4 g/L的HBP-HTC溶液中,分別于20、60和90℃浸漬處理30min,水洗后染色,測試其染色性能,其結(jié)果見表2。
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