1、西安工程大學課程設計論文色媒體改性棉織物活性染料染色性能的研究劉凱，梁奇（西安工程大學，陜西，西安）目錄摘要2關鍵詞2ABSTRACT2Key words21 前言32 理論部分33 實驗部分43.1 實驗儀器及藥品43.2 色媒體改性工藝53.3 染色工藝53.4 測試指標64 結果與討論74.1 色媒體預處理棉織物的目的和效果74.2 色媒體預處理工藝的優(yōu)化74.2.1 色媒體用量對染色效果的影響74.2.2 預處理時間對染色性能的影響84.2.3 棉織物浸漬法改性優(yōu)化工藝條件94.3 色媒體改性棉織物染色工藝優(yōu)化104.3.1 染料用量對染色性能的影響104.3.2 鹽用量對染色性能的影

2、響114.4 最佳工藝條件124.5 染色性能測試135 結論146 參考文獻14摘要用德美化工的陽離子改性助劑色媒體對棉織物進行改性。棉織物用色媒體改性后，采用活性染料在無鹽條件下染色的染色方法，分析了色媒體預處理工藝和無鹽染色工藝的各個因素對染色效果的影響，并優(yōu)化得出色媒體預處理較佳工藝：色媒體用量10%(owf) ，60 下處理30 min。較佳染色工藝：染料用4.0%(owf) ，染色溫度80 ，染色時間30 min。采用上述優(yōu)化工藝染色的織物與傳統(tǒng)染色工藝相比具有失重率小、手感柔軟、工藝時間短、生產成本低、對環(huán)境的污染小、色牢度高等優(yōu)點。關鍵詞：棉織物；色媒體；活性染料；無鹽染色AB

3、STRACTUsing cationic modification of Dymatic chemical agents to modified cotton fabric color media. Modified cotton fabric color media, under the condition of salt-free dyeing using reactive dye dyeing method, analyzed the color media pretreatment process and salt-free dyeing process of the effects

4、of various factors on the dyeing pretreatment and optimize well media better craft: color media dosage is 10% (owf), processing under 60 for 30 min. Better dyeing, dye with 4.0% (owf), dyeing temperature 80 , dyeing time for 30 min. Dyeing fabrics was optimized by using the weightlessness rate compa

5、red with traditional dyeing process of small, soft, short process time, low production cost, little pollution to the environment, high color fastness.Key words: cotton fabrics; Color media; Reactive dyes; No salt dyeing1前言棉織物活性染料染色的傳統(tǒng)工藝流程為：煮漂染色皂煮固色整理1。一般活性染料上染率較低，殘留液中含量較高。為了克服這一缺點，提高上染率，一般染色時需要加入大量的

6、中性電解質，通常是氯化鈉或元明粉，使磺化的水溶性活性染料“上染”纖維，然后加入堿使得染料纖維形成共價鍵而固色2。加入中性電解質雖然提高了活性染料的上染率，減小了殘留液中的染料含量，降低了對環(huán)境的污染，但大量的中性電解質在污水處理中難以去除，對環(huán)境的污染嚴重。一般中型印染廠每月中性電解質鹽的用量可達200-400噸,耗量巨大，染色后大量的鹽、堿的排放導致水質惡化，嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境3。近年來，由于對生態(tài)環(huán)保的要求越來越高，許多研究工作者致力于探究棉纖維的化學改性，以實現無鹽或低鹽染色，但大都難以實現真正的無鹽、無堿染色。本實驗采用德美公司開發(fā)的染色助劑色媒體，直接對棉織物進行預處理，在棉纖維上引

7、入正電荷和反應性功能團，實現棉織物的無鹽、無堿活性染料染色。色媒體是一種含有活潑氫及其它反應性官能團的預聚體，其滲透到纖維內部后會發(fā)生聚合反應，形成包裹在纖維上的含染座的陽離子高分子物。因此，經色媒體預處理后的纖維對陰離子型活性染料有優(yōu)異的吸附力。這是一種新的染色技術，它改變了染料反應的對象，使活性染料與陽離子高分子材料反應，而不是染料與纖維的結合。該方法在中深色品種的染色中可取得較理想的效果，具有顯著的環(huán)保意義。本實驗不僅可以提高活性染料對棉纖維染色性能及染色牢度，而且由于用無鹽無堿染色降低了電解質對環(huán)境的破壞，具有更高的研究價值。2理論部分活性染料是其離子或分子中含有一個或一個以上的反應性

8、基團（俗稱活性基團），在堿性條件下，能與纖維素纖維上的羥基反應形成共價鍵，從而上染纖維?；钚匀玖蠈w維素纖維具有親和力，主要用于棉、黏膠等纖維素纖維的染色?；钚匀玖系慕Y構有別于其他染料，其化學結構通式為4:WDBRe式中: W是水溶性基團，一般為磺酸鹽D是染料發(fā)色體或母體染料B活性基與母體的連接基或稱橋基Re是反應性基團（活性基）本實驗所用的染料為：活性橙染料?；钚匀玖暇哂幸宦染夯钚曰幕钚匀玖?，他的反應性較低，穩(wěn)定性較差，中性溶解時可加熱近沸而無顯著水解，要求在較高溫度條件下固色。色媒體是一種含有活潑氫及其它反應性官能團的預聚體，其滲透到纖維內部后會發(fā)生聚合反應，形成包裹在纖維上的含染座

9、的陽離子高分子物【5】。因此，經陽離子色媒體預處理后的纖維對陰離子型活性染料有優(yōu)異的吸附力。這是一種新的染色技術，它改變了染料反應的對象，使活性染料與陽離子高分子材料反應，而不是染料與纖維的結合。該方法在中深色品種的染色中可取得較理想的效果，具有顯著的環(huán)保意義。3實驗部分3.1 實驗儀器及藥品退煮漂棉織物(西安工程大學)，色媒體-陽離子改性劑（(廣東德美精細化工股份有限公司)，活性橙染料KG（西安工程大學），食鹽，純堿，燒杯，量筒，溫度計，容量瓶（250ml、100ml、50ml、），移液管，吸耳球，玻璃棒，皂粉，托盤天平，恒溫水浴鍋，烘箱，722s可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司），

10、秒表，CM-70型電腦測色儀（日本上色新技術研究所）3.2 色媒體改性工藝圖1色媒體改性工藝流程3.3 染色工藝3.3.1 不加鹽染色工藝：圖2不加鹽染色工藝流程3.3.2 加鹽染色工藝：圖3加鹽染色工藝3.4 測試指標3.4.1 手感綜合5名有經驗的手感評定人員的評定結果，通過觸摸法，測試試樣的手感，分3個等級：3級為優(yōu)；2級為一般；1級為差。3.4.2耐摩擦色牢度測試耐摩擦牢度 按GB/T 39201997紡織品色牢度實驗耐摩擦色牢度測試。3.4.3耐皂洗色牢度測試皂洗牢度 按GB/T 39211995紡織品色牢度實驗耐皂洗色牢度測試4結果與討論4.1 色媒體預處理棉織物的目的和效果色媒體

11、能在棉纖維上引入正電荷和反應性功能團，預處理時具有一定的吸濕性，有利于色媒體滲透到棉纖維內部并發(fā)生聚合反應，并使色媒體在織物上均勻分布，避免染色時色花，引入棉上的正電荷能在不加鹽的條件下充分吸附活性染料而反應性功能團能在不加堿的條件下與活性染料形成共價鍵固色。4.2 色媒體預處理工藝的優(yōu)化4.2.1 色媒體用量對染色效果的影響棉針織坯布分別在不同色媒體用量的工作液中采用浸漬法改性，初始溫度為室溫，以1min升溫至6O ，處理30 min，取出織物，水洗。改性后的棉針織布用40(owf)活性橙KG染色，染色工藝見3.3.1，測定其KS值，結果見圖4圖4 色媒體用量對染色效果的影響由圖4可知，色媒

12、體用量較低時，染色KS值隨色媒體用量提高而明顯提高；用量達到8.0(owf)，染色織物的KS增幅趨緩，說明此時色媒體與棉纖維的反應基本達到飽和，當色媒體用量達到8.0(owf)后再增加其用量，染色后織物的 K/S值稍下降，這說明色媒體用量為8.0(owf) 時，在棉纖維上基本達到飽和吸附，多余的色媒體與染料結合聚集在染液中，從而使上染纖維的染料量降低。因此，在色媒體預處理棉織物的無鹽染色工藝中，選取色媒體用量為8.0(owf)最佳。實驗染色織物結果：4.2.2 預處理時間對染色性能的影響選取色媒體用量8.0(owf)，浴比1：20，在30的溫度條件下，分別預處理10 min、20min、30

13、min、40min、 50min， 再用4.0(owf)活性橙KG染色，染色工藝見3.3.1，測定其K/S值，結果見圖5圖5 色媒體預處理時間對染色性能的影響由圖5可知，當溫度低于30時，隨著色媒體預處理時間的增加k/S值逐漸提高，而當超過30min后，K/S值隨著色媒體預處理時間的增加而降低。因為在30min前色媒體逐漸與纖維結合，而30min后色媒體與纖維結合以到達飽和，繼續(xù)增加預處理時間還可能導致纖維上的色媒體溶解在溶液中，染色K/S值降低。實驗染色織物結果：4.2.3 棉織物浸漬法改性優(yōu)化工藝條件因此，棉織物浸漬法色媒體改性優(yōu)化工藝條件為：色媒體8.0(owf)，改性溫度30 ，改性時

14、間3O min。4.3 色媒體改性棉織物染色工藝優(yōu)化4.3.1 染料用量對染色性能的影響先按3.2色媒體改性工藝對棉織物處理，然后按3.3.1染色工藝曲線，用活性橙KG染料分別對8.0%（owf）色媒體預處理的棉織物進行染色實驗。選取染料用量為1%（owf）、2%（owf）、3%（owf）、4%（owf）、5%（owf）。浴比為50:1。染色完成后，測定其KS值結果見圖5圖6染料用量對染色性能的影響由圖6可知，隨著染料用量的增加，8.0%（owf）色媒體預處理的棉織物的KS值均隨之提高，但當染料用量大于4.0%（owf）時，KS值曲線趨于平緩 這是因為8.0%（owf）色媒體上的陽離子基團與活

15、性基團的數量是有限的，不能無限吸附染料并固色。因此，綜合考慮上述染料的利用率和成本，用量為4.0%（owf）為宜。實驗染色織物結果：4.3.2 鹽用量對染色性能的影響在室溫條件下加入4.0%(owf)活性橙KG染料，10 min后加入1/2食鹽處理10min后，控制升溫速率以1/min升溫至90處理10min后在加入1/2 食鹽在處理20min，進行后處理。按此工藝分別對用色媒體處理后的棉織物及未處理的棉織物進行染色處理。食鹽用量分別為0g/L，10g/L，20g/L，30g/L，40g/L，50g/L。浴比為50:1。測量K/S值，結果如圖6。圖7鹽用量對染色性能的影響由圖7可知，隨著食鹽用

16、量的增加K/S值逐漸提高，當食鹽用量低于10 g/L時，K/S值提高比較快，從20g/L-40g/L增加減緩，而食鹽用量超過40g/L后，隨著食鹽用量的增加，K/S值幾乎保持不變。因為纖維上的染座是有限的，當食鹽用量達到40g/L時，纖維對染料的吸附已經達到飽和。而色媒體改性后的織物的染色K/S值都明顯比未用媒體改性后的織物的染色K/S值高。說明色媒體改性后的棉織物染色所得色澤深，色媒體可以提高織物的K/S值，提高上染百分率。實驗染色織物結果：改性：未改性：4.4 最佳工藝條件綜合上述實驗結果，色媒體預處理棉織物活性染料最佳染色工藝為：色媒體用量8.0(owf)，改性溫度30 ，改性時間3O

17、min，染料用量4.0 ，染色溫度90 ，染色時間30 min。4.5 染色性能測試4.5.1 最佳工藝條件下染色織物的手感表1傳統(tǒng)染色工藝與色媒體改性活性染料染色工藝的織物手感性能比較染色工藝手感/級傳統(tǒng)染色工藝2色媒體改性染色工藝34.5.2 最佳工藝條件下染色織物的摩擦牢度表2最佳工藝條件下染色織物的摩擦牢度染色條件干摩/級濕摩/級傳統(tǒng)染色工藝343色媒體改性染色工藝4544.5.3 最佳工藝條件下染色織物的皂洗牢度表3最佳工藝條件下染色織物的皂洗牢度染色條件褪色/級沾色/級傳統(tǒng)工藝343色媒體改性染色工藝4545結論5.1 色媒體預處理棉織物活性染料最佳染色工藝為：色媒體用量8.0(owf)，改性溫度30 ，改性時間3O min，染料用量4.0(owf)，染色溫度80 ，染色時間30 min。5.2 通過對棉織物色媒體預處理，可實現無鹽活性染料染色，具有強