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  • 棉针织物活性染料为什么选择60°C染色,保温50min,工艺分析来了!

    发布时间:2022-01-17 点击:

    定型机涂层机专业生成厂家无锡前洲兴华机械2022年1月17日讯 活性染料的染色有浸染、卷染、 轧染、 冷扎堆等方法,这些方法又分为一浴一步法、一浴二步法和二浴二步法。一浴一步法是一开始将所有的染料、助剂放进染浴中进行上染,因此水解染料较多。一浴二步法是先中性染色,后加入碱剂固色,此方法的水解染料比一浴一步法少了些。二浴二步法是上染和固色在两个染浴中进行,虽然上染率比一浴法好,但此工艺所需的时间长、 操作复杂、劳力物力的需求大,而且造成的污染排放也大。本实验以一浴二步浸染法的染色工艺进行分析与研究,通过助剂质量浓度、浴比、固色时间、温度来研究适合一浴二步法的最佳工艺。


    作者:刘淑霞 文 珊

    01
    实验


    1.1工艺流程


    工艺流程为:已前处理的棉针织物→染色→固色→水洗→皂洗→水洗→烘干→测试。


    1.2 工艺曲线

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    1.3 测试内容


    1.3. 1 K/S 值的测定

    采用 Coloreye 7000A 分光光度仪测试。


    1.3. 2 摩擦色牢度的测定

    按 GB/T3920 - 2008 《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试。


    1.4 实验处方


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    研究各染色工艺对棉针织物活性染料浸染上染效果所产生的影响。


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    02
    结果与讨论


    2. 1 元明粉质量浓度对棉针织物活性染料一浴二步法的影响


    表 1 元明粉的质量浓度对棉针织物活性染料浸染上染效果的影响

    定型机,涂层机,地毯机,地毯背胶机,静电植绒机

    由表 1 可知,元明粉(Na2SO4)的质量浓度逐渐变大时,棉针织物染色后的表面色深即 K/S 值也跟着一起变大,但增大到某一值时,K/S 值开始变小。因为在染液中加入中性电解质后受到库仑力的作用,纤维表面附近的钠离子浓度比其他地方的钠离子浓度要高,而纤维表面的硫酸根离子浓度则比其他地方的硫酸根离子浓度要低。由于纤维表面的钠离子浓度高,其他地方的钠离子浓度低,当钠离子从浓度低的地方向浓度高的地方移动时需要克服一定的阻 力,消耗一定的能量。在染液内加入电解质后,由于钠离子浓度大大增加,降低了纤维附近与其它地方钠离子的浓度差,因此钠离子伴随染料阴离子向纤维表面移动需要消耗的能量比较小,所以 K/S 值增大。但电解质浓度偏高,很容易导致染料发生集聚,染色不均,K/S 值会有所减小。接着再看干湿摩擦色牢度的对比,改变元明粉的质量浓度并不会对棉针织物的干湿摩擦色牢度产生较大的影响,因此综合考虑选择元明粉质量浓度为70 g/L 进行棉针织物活性染料一浴二步浸染法的染色条件。


    2. 2 纯碱质量浓度对棉针织物活性染料一浴二步法的影响


    表 2 纯碱的质量浓度对棉针织物活性染料浸染上染效果的影响

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    由表 2 可知,纯碱(Na2CO3)的质量浓度逐渐变大时,棉针织物染色后的表面色深即 K/S 值也跟着一起变大,从图 2 中可看到纯碱质量浓度从1 g/L 升到3 g/L 时,棉针织物的 K/S 值变化幅度比较大,但纯碱质量浓度3 g/L 以上时,针织物的 K/S 值变化幅度不大,因为染浴中的碱性越强,对纤维素的离子化越有利,增加了纤维素中负离子浓度,这使键合反应速率提高,固色率也跟着提高。可是当碱性过强时,染液中 [OH-] 和纤维中 [Cell-O-] 会跟着染浴中 pH 值的增高而增加,但纤维中 [Cell-O-] 没有染液中[OH-] 增加得那么快,那么 [Cell-O-] /[OH-] 的比值会降低,水解反应的比例将增加,不利于活性染料的固色。接着再看干湿摩擦色牢度的对比,改变纯碱的质量浓度并不会对棉针织物的干湿摩擦色牢度产生较大的影响,因此从环保节能的角度考虑选择纯碱质量浓度为4 g/L进行棉针织物活性染料一浴二步浸染法的染色条件。


    2. 3 浴比对棉针织物活性染料一浴二步法的影响


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    由表 3 可知,当浴比逐渐变大时,棉针织 物染色后的表面色深即 K/S 值随着变小。浴比为1:10时,棉针织物的 K/S 值是最大的,也代表着颜色是最深的,但从干湿摩擦色牢度的对比可知浴比为 1:10时,干湿摩擦牢度是最差的,即便 K/S 值是最好,但干湿摩擦牢度却最差,因此 1:10 的浴比不可取。同理,1:20的浴比也是因为干湿摩擦牢度差不可取。浴比为1:30 时染出来的棉针织物的 K/S 值在这实验中是适中的,虽然湿摩擦牢度是3-4 级,但干摩擦牢度有 4 -5级,基本上摩擦不会掉色;浴比为1:40 染后的棉针织物摩擦色牢度比浴比为1:30 的好一点点,但两者 K/S 值却相差太大,因此 1 :40 的浴比不是最佳工艺。因为染色浴比越小,上染率越高,固色率也越高。因为降低浴比可增加纤维上的染料浓度,从而提高固色速率及固色效率。但浴比过小会导致上染不均匀,若浴比过大,水量多,用活性染料染色时,虽然残留在染浴中浓度变化不大,但留在水中染料的总量却较多,导致织物上染料少,颜色差距大。综合考虑选择 1 :30 的浴比进行棉针织物活性染料一浴二步浸染法的染色条件。


    2. 4 固色温度对棉针织物活性染料一浴二步法的影响

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    由表 4 可知,当固色温度逐渐变大时,棉针织物染色后的表面色深即 K/S 值先变大再变小,当固色温度达到 60°C时,K/S 值为最大。接着再看干湿摩擦色牢度的对比,改变固色温度并不会对棉针织物的干湿摩擦色牢度产生较大的影响。通常温度越高,染料与纤维键合的反应速率越快,每升高10°C,反应速率可以增加 2 ~3倍,但同时水解反应的速率增加得比染料与纤维键合的速率快,因此染料的水解比例会上升,平衡上染百分率将降低,固色率降低。所以实际染色时一定要选择适当的固色温度,综合考虑选择固色温度为 60°C进行棉针织物活性染料一浴二步浸染法的染色条件。


    2. 5 固色时间对棉针织物活性染料一浴二步法的影响


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    由表 5 可知,当固色时间逐渐变长时棉针织物染色后的表面色深即 K/S 值也随着变大,但增大到某一值时,K/S 值开始变小。当固色时间从 35~40 min 期间棉针织物的 K/S 值变化幅度比较大,随后变化幅度慢慢减小,适当延长固色时间,有利于提髙固色率,但固色时间过长会导致已固色的染料水解而使得固色率降低。接着再看干湿摩擦色牢度的对比,固色时间的改变对被染后棉针织物的干湿摩擦牢度影响不大,综合考虑选择固色时间为 50 min 进行棉针 织物活性染料一浴二步浸染法的染色条件。


    2. 6 不同染色工艺染色效果对比


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    由表 6 可知,在同种工艺条件下,二浴二步法对棉针织物染色后的 K/S 值比一浴二步法和一浴一步法高一些,这是因为二浴二步法染料的上染和固色是在两个浴中分别进行,因而染料的水解率较低,染出来的表面色深会深一些。用这三种方法对棉针织物染色,染出来的棉针织物的干湿摩擦牢度没有差别,且摩擦牢度等级均优良。但二浴二步法所需的工艺时间长,操作复杂,劳动量及用水量大,污染大,与当今提倡的环保概念不符合;一浴一步法虽然工艺简单,时间比二浴二步法短,而且比二浴二步法环保很多,但由于所有助剂、染料从一开始就放进染浴中,所以染料水解率较高,染色质量稳定性较差。综合考虑,一浴二步法的染色方法比传统的二浴二步法和一浴一步法好。

    03
    编后语


    1、通过棉针织物活性染料一浴二步浸染法的研究,最终确定了染色效果较好的棉针织物活性染料染色一浴二步浸染法的工艺:X 型活性染料红 1% (o.w.f.);元明粉70 g/L;纯碱4 g/L;染色温度40 °C;染色时间 20 min;固色温度60°C;固色时间50 min;浴比1:30;皂粉2 g/L;皂洗浴比1: 30。


    2、棉针织物活性染料染色一浴二步法工 艺与传统二浴二步浸染染色工艺相比较,除了染色的 K/S 值稍低外,其染色成品在干湿摩擦牢度等方面均能达到传统染色法的基本要求,而且与传统染色工艺相比较工艺时间短、操作简单、劳动量及用水量小、具有节时、节能、节水等优点。


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