水溶性聚酰胺高分子材料在涂料浸染中的應(yīng)用

由于涂層染色技術(shù)簡(jiǎn)單、鉻技術(shù)完整、成本低、再現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，以及涂層制備水平（例如，研磨和粘合劑的性能）的不斷提高，涂層染色的工業(yè)化應(yīng)用也越來(lái)越受歡迎。但由于涂料本身不溶于水,對(duì)任何纖維都沒(méi)有親和性,因此在染色時(shí)也存在泳移、色淺和染色牢度差等問(wèn)題。近十年來(lái),有關(guān)提高涂料染色深度的研究主要側(cè)重于用各種纖維改性劑(或稱接枝劑、增深劑和陽(yáng)離子化劑等)與纖維作用,在纖維結(jié)構(gòu)中引入陽(yáng)離子基團(tuán),從而提高纖維對(duì)涂料水分散顆粒的吸附能力和速度。本文將討論一種含環(huán)氧基團(tuán)的水溶性聚酰胺高分子材料在涂料浸染中的應(yīng)用。1試驗(yàn)材料和方法1.1細(xì)布半制品織物:經(jīng)退漿、煮練和漂白的13.1tex×13.1tex80/20T/C細(xì)布半制品。藥品:染色促進(jìn)劑為含環(huán)氧基團(tuán)側(cè)基的水溶性聚酰胺(自制),固含量為12%,涂料大紅G-11(上海油墨廠),粘合劑、氫氧化鈉和醋酸均為工業(yè)級(jí)。1.2測(cè)試方法1.2.1ph值的預(yù)處理織物改性采用浸漬法處理。將一定重量(owf)的染色促進(jìn)劑加入處理浴中,用氫氧化鈉調(diào)pH值,浴比1∶30、80℃處理一定時(shí)間,然后在室溫水洗15min后進(jìn)行染色。1.2.2染色預(yù)處理將用量為8%(owf)的涂料大紅G-11和粘合劑分散在水中,將預(yù)處理后的織物進(jìn)行染色。染色溫度為60℃,染色時(shí)間為40min,浴比為1∶30。1.2.3決定涂料廠染色深度采用BapacolourappliedcoloursystemsInc.的SF450型測(cè)色儀測(cè)定試樣的K/S值。2結(jié)果與討論2.1對(duì)表面活性劑的吸附涂料分子及顆粒均呈電中性。但是,用于織物染色和印花的商品涂料在商品化后處理時(shí)均會(huì)加入大量的表面活性劑,這些表面活性劑一般都會(huì)采用一些陰離子型的,其目的是為了使涂料在應(yīng)用時(shí)保持足夠的水分散穩(wěn)定性。因此,商品涂料顆粒的表面都會(huì)吸附大量的表面活性劑。這些表面活性劑分子的疏水部分靠氫鍵和范德華力等和涂料顆粒表面的分子發(fā)生吸附,而親水基團(tuán)則朝向水。這種吸附的結(jié)果使涂料顆粒表面呈負(fù)電荷?？椢镌谒衅浔砻嫱ǔж?fù)電荷,同時(shí)涂料顆粒對(duì)棉和滌綸纖維均沒(méi)有親和力,因此直接用涂料對(duì)棉和滌綸等纖維進(jìn)行染色,其染色深度和染色牢度都很差。本文采用含環(huán)氧活性基團(tuán)的聚酰胺在一定條件下和纖維反應(yīng),改變纖維表面的電荷分布,使其表面帶正電荷,從而使表面覆蓋了表面活性劑的涂料顆粒以靜電力的形式被吸附在纖維表面,即在纖維表面為涂料顆粒的上染提供了一定的“染座”,使染色速度得以提高,達(dá)到促染的目的。2.2預(yù)處理浴ph值對(duì)織物染色深度的影響在堿性條件下,環(huán)氧基團(tuán)開(kāi)環(huán)并和纖維大分子中的羥基等反應(yīng)性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)生成共價(jià)鍵,使聚酰胺大分子被接枝到纖維上,從而使纖維表面的電荷被改變。圖1為用促進(jìn)劑對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理時(shí),處理浴pH值對(duì)處理后織物用涂料染色的染色深度(K/S值)的影響。從圖中可以看出,在pH值為7～9的范圍內(nèi),隨處理浴pH值的升高,K/S值增加,即織物的染色深度增加。但當(dāng)預(yù)處理浴的pH值繼續(xù)升高到11時(shí),K/S值急劇下降。由于本文合成的染色促進(jìn)劑為水溶性高分子,預(yù)處理時(shí)未和纖維反應(yīng)的染色促進(jìn)劑分子會(huì)在隨后的水洗過(guò)程中被洗去。從圖1的結(jié)果可知,當(dāng)預(yù)處理浴的pH值在8～9的范圍內(nèi),染色促進(jìn)劑能較好地和纖維發(fā)生反應(yīng),染色織物的K/S值也最大。2.3預(yù)處理時(shí)染色促進(jìn)劑濃度對(duì)織物染色深度的影響理論上,隨纖維上共價(jià)結(jié)合的染色促進(jìn)劑分子越多,則在水中纖維表面的電荷改變就越多,染色時(shí)纖維吸附涂料顆粒的速度就越快,吸附涂料顆粒的量就越大,即織物的染色深度越高。圖2為預(yù)處理時(shí)染色促進(jìn)劑的濃度對(duì)處理織物染色深度的影響。分析圖2的結(jié)果可知,未預(yù)處理織物用涂料染色,其得色量很低。隨預(yù)處理時(shí)染色促進(jìn)劑濃度升高到16%(o.w.f),織物的染色深度大幅度提高。說(shuō)明纖維表面鍵合的染色促進(jìn)劑分子數(shù)目增加,可有效地為涂料顆粒的上染提供“染座”。但隨預(yù)處理時(shí)染色促進(jìn)劑濃度繼續(xù)升高,則織物的染色深度變化不大。說(shuō)明纖維上鍵合的染色促進(jìn)劑分子不再隨其在處理浴中的濃度的增加而增加。2.4染色時(shí)間的影響圖3為織物的預(yù)處理時(shí)間對(duì)染色深度的影響。從圖中可以看到,當(dāng)處理時(shí)間延長(zhǎng)到20min,織物的染色深度急劇提高,說(shuō)明在這段時(shí)間內(nèi),染色促進(jìn)劑和纖維反應(yīng)的速度很快。繼續(xù)延長(zhǎng)預(yù)處理時(shí)間,則織物的染色深度略有下降。2.5ph值對(duì)染料染色的影響預(yù)處理后的織物,由于在纖維上引入了聚酰胺大分子作為染色促進(jìn)劑,理論上隨染浴酸性的增加,聚酰胺大分子中的胺基會(huì)不斷地被轉(zhuǎn)化成銨正離子,使纖維表面的正電荷數(shù)目增加,可供涂料顆粒上染的“染座”增加。本文將預(yù)處理后(其預(yù)處理?xiàng)l件為:染色促進(jìn)劑濃度(owf),處理浴pH值8,處理溫度80℃,處理時(shí)間20min)的織物分別在中性和弱酸性(用醋酸調(diào)pH值為5.5左右,涂料8%(owf),粘合劑同浴)染浴中進(jìn)行涂料染色。染色后織物的染色深度K/S值分別為10.73和12.17?？梢?jiàn),染浴的酸度顯著地影響織物的染色深度。但是,染浴的酸性過(guò)強(qiáng),即pH值過(guò)低,一方面會(huì)造成上染過(guò)快,容易出現(xiàn)染色不勻;同時(shí)過(guò)低的pH值會(huì)造成粘合劑的穩(wěn)定性下降。因此,染浴最好控制在中性和弱酸性。4纖維預(yù)處理?xiàng)l件的確定采用預(yù)處理的方法,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在纖維結(jié)構(gòu)中引入聚酰胺大分子作為染色促進(jìn)劑,對(duì)纖維進(jìn)行改性。結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)