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              2. 陽離子改性劑的應用研究

                邱建圍,李樹榮,吳振宇,黎進杰

                (廣東宏昊化工有限公司  廣東肇慶  526000)

                摘  要:陽離子改性劑HG對棉織物的改性和染色工藝進行了研究。實際結果表明,使用浸漬工藝的陽離子改性劑HG改性后再棉纖維的上染率、固色率以及K/S值均有明顯提高,各項色牢度指標與傳統工藝相當;具有低鹽低堿、節能減排和綠色環保的優點。

                關鍵詞:陽離子改性劑;活性染料;棉織物;低鹽低堿


                前  言

                活性染料因色澤鮮艷、色譜齊全、應用工藝簡便、成本低廉等優點,逐漸取代不溶性偶氮染料、直接染料、硫化染料、還原染料等,成為棉用主要染料。在染色時,為了提高活性染料的上染率和固色率,常常需要加入大量氯化鈉(NaCl)、元明粉(Na2SO4)等促進染色,以減弱靜電斥力、減小能阻并且提高吸附密度;但廢水中氯離子濃度、色度和COD都嚴重超標,嚴重破壞生態環境,不利于環保[1]。

                本產品陽離子改性劑HG通過對棉織物改性后,將陽離子固定在棉纖維上,均可以顯著提高棉纖維對陰離子染料的吸附結合能力,從而提高活性染料的利用率,減少無機鹽用量,實現低鹽低堿[2]染色。

                1.實驗

                1.1 實驗試劑


                1.2 儀器設備

                實驗中使用的儀器如表1.2所示。

                2.研究原理與方法

                2.1 陽離子改性劑的作用機理

                 

                該助劑是含有環氧基團的季銨鹽陽離子改性劑,結構中有較多羥基等極性基團,易溶于水。在堿性條件下,活性基團與纖維素纖維反應,使纖維帶上正電荷,從而增大纖維與染料陰離子之間的靜電引力、氫鍵和范德華力,使更多染料上染至纖維并與纖維發生化學反應形成共價鍵。


                2.2 應用工藝

                2.2.1 改性棉織物工藝

                配置工作液:陽離子改性劑HG:2g/l,+無水碳酸鈉0.5g/L→加入棉白色織物,溫度&時間60℃×30min,織物與工作液的浴比1︰10。

                陽離子改性劑HG改性棉織物的工藝曲線如下:



                2.2.2 常規活性染色工藝


                工藝流程:織物與工作液的浴比1︰10,活性染料:3%+元明粉50g/l(分兩次加入)→升溫60℃保溫10min→加碳酸鈉20g/l(分兩次加入)→繼續保溫50min→降溫,皂洗,測試上染率和固色牢度。


                2.2.3 改性后的活性染色工藝


                 


                工藝流程:織物與工作液的浴比1︰10,活性染料:3%+元明粉10g/l→升溫60℃保溫10min→加碳酸鈉5g/l→繼續保溫50min→降溫,皂洗,測試上染率和固色牢度。

                2.3 檢測項目與評價方法

                2.3.1 色差ΔE

                采用Datacolor 700uv電腦測配色系統測定,將待測織物折4~8層,D65光源,10°視角,測試4次取平均值。

                2.3.2 K/S值

                采用Datacolor 700uv電腦測配色系統測試,D65光源,10°視角。將待測織物折4~8層,測4次,取平均值。

                2.3.3 摩擦牢度

                按AATCC 8-2013耐摩擦色牢度:AATCC摩擦測試儀法。

                2.3.4 耐皂洗牢度

                按GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》測定。

                3.實驗結果與討論

                3.1.1 同用量改性后不同元明粉與堿下的染色的得色

                由表3.1.1可知,由4個不同工藝染色,影響得色的是不同鹽堿的量[3]。以常規活性染色布樣作為標樣,經陽離子改性劑改性后最佳工藝是低鹽低堿工藝染色,得色率均超過常規活性染色工藝染色的棉織物。在降低鹽堿用量上,還得到了高得色率,說明改性劑改性染色是成功的[4]。

                3.1.2 不同用量改性劑改性后低鹽低堿的染色


                由3.1.2表可知,改性后低鹽低堿染色的棉織物表面顏色比未改性棉織物及傳統工藝染色的棉織物深[5]。以常規活性染色布樣作為標樣,優化工藝染色布樣作為試樣,進行不同用量的陽離子改性劑改性對比得出:改性后的牢度均與未改性棉織物和傳統工藝染色的棉織物相當且有提高的趨勢,并隨著改性劑用量越大,得色越深,相對減少染料的成本與環境的污染。

                3.1.3 同用量改性劑改性后不同時間低鹽低堿染色


                由3.1.3表可知,改性后低鹽低堿下染色不同保溫時間,當染色時間保溫到40min時,得到了高上染率和高固色率;超于40min后,上染率呈現平穩的趨勢[6],相對于傳統染色工藝的染色時間60min,節約了時間成本,增強了效率。

                4.實驗結論

                由以上實驗得出,陽離子改性劑HG改性棉織物的工藝和染色工藝進行了研究[7]。優化染色工藝為:陽離子改性劑HG:2g/l改性,活性染料3%,鹽:10g/l,堿5g/l,溫度60℃保溫40min,該工藝不僅改性劑用量很少,且鹽堿用量大大降低,上染率和固色率大大提高,各項色牢度指標也與傳統染色工藝相當。

                 

                參考文獻:

                [1]沈秋華.淺析我國紡織行業發展現狀[J].山東工業技術,2019(10):57.

                [2]吳文勝,李志偉,黃鴻發,等陽離子改性棉織物低鹽低堿活性染色[J].印染助劑,2022,39(10):43-48.

                [3]張峰,陳宇岳,張德鎖.HBP-HTC改性棉織物活性染料無鹽染色[J].印染,2008(11):5-7.

                [4]崔金德,李德芹,沈?;?棉纖維陽離子改性對染色性能的影響[J].染整技術,2021,43(2):35-37.

                [5]周露露.大豆殼提取物陽離子改性棉織物的染色性能[J].印染助劑,2020,37(11):45-48.

                [6]張偉,戴新蘭,周靜潔.反應性殼聚糖季銨鹽處理棉織物的性能研究[J].印染助劑,2019,36(1):36-40.

                [7]魯統乾.納米銀及聚苯胺在陰離子改性棉織物上的制備及性能研究[D].青島:青島大學,2021.

                 

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