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本文作者:黃鋼盧良王俊華董鳳春賈永堂作者單位:五邑大學(xué)紡織服裝學(xué)院
試驗(yàn)部分
1材料和儀器
織物19.4tex×19.4tex,268根/10cm×268根/10cm全棉平布半制品染化料C.I.活性紅141(臺(tái)灣永光化學(xué)股份有限公司),硝酸鈰(分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠),氯化鈉、碳酸鈉(均為工業(yè)品)儀器Data精密分光光度測(cè)試儀(上海第三分析儀器廠),V-5000型可見(jiàn)光光度計(jì)(上海元析儀器有限公司,MD定形烘干小樣機(jī)(鶴山精湛染整設(shè)備廠有限公司)
2染色方法
(1)染色處方C.I.活性紅141/%(omf)1氯化鈉/(g•L-1)20碳酸鈉/(g•L-1)10浴比1∶30硝酸鈰/%(omf)x(2)染色工藝曲線
3測(cè)試方法
1)上染百分率
用紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)在最大吸收波長(zhǎng)(λmax)處分別測(cè)定染色前后染浴的吸光度,按式(1)計(jì)算上染百分率(E)。
2)織物表觀顏色深度
布樣折疊四層,用Data精密分光光度測(cè)試儀測(cè)定染色織物的K/S值,光源為D65,視角為10°。
3)染色均勻性
測(cè)定每塊布樣5個(gè)不同位置的K/S值,按式(2)計(jì)算分散系數(shù)D,利用分散系數(shù)來(lái)表征染色的均勻性。D值越小,表明染色均勻性越好。
4)耐摩擦色牢度
按照GB/T3920—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窐?biāo)準(zhǔn)測(cè)定。
結(jié)果與討論
1稀土濃度對(duì)上染速率和上染百分率的影響
根據(jù)式(1)計(jì)算得到不同稀土濃度下染色不同時(shí)間的上染百分率,如圖1所示。由圖1知,加入稀土后,活性染料的上染速率和上染百分率都有所提高。染色時(shí)間為40min時(shí),基本達(dá)到平衡。當(dāng)稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%(omf)時(shí),平衡上染百分率比未加稀土?xí)r要提高15%左右。這是因?yàn)閹д姾傻南⊥岭x子被棉纖維吸附后,降低了纖維表面的負(fù)電位,減小了棉纖維對(duì)活性染料陰離子的靜電斥力,有利于染料的吸附上染;另一方面,稀土離子能與活性染料形成絡(luò)合物,染料分子質(zhì)量增大,染料對(duì)纖維的直接性增大[2]。由圖1知,當(dāng)稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.3%(omf)時(shí),染料平衡上染百分率隨稀土用量增加而增加;當(dāng)稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%(omf)時(shí),上染率提高最為明顯。這可能是因?yàn)樵摑舛认拢蘩w維對(duì)稀土鈰的吸附達(dá)到飽和[13],稀土離子、染料和纖維形成絡(luò)合物的量達(dá)到最大值。當(dāng)稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.3%(omf)時(shí),棉纖維不再吸附鈰離子,染液中多余的鈰離子在堿性條件下,生成沉淀析出,使染液變得渾濁,不利于染料上染。因此,稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%(omf),染色時(shí)間為40min。
2稀土濃度對(duì)得色量和染色均勻性的影響
上述各染色平衡樣品(80min)在5個(gè)不同位置的K/S值見(jiàn)表1所示。由表1知,得色量的變化規(guī)律與平衡上染百分率的規(guī)律相似。經(jīng)過(guò)稀土法處理的樣品,K/S平均值明顯高于未經(jīng)處理樣品的值,即其得色量要高于未經(jīng)稀土處理樣品的得色量。稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.3%(omf)時(shí),隨稀土濃度的增加,得色量稍有增加;稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%(omf)時(shí),得色量增加最多;稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.3%(omf)之后,得色量幾乎不再增加。此外,樣品經(jīng)過(guò)稀土處理,其分散系數(shù)比未處理樣品的系數(shù)要小,表明經(jīng)過(guò)稀土處理的染色均勻性有所提高。這是因?yàn)橄⊥岭x子能夠與染料和纖維發(fā)生絡(luò)合作用,使得染料在纖維表面的吸附加快,相應(yīng)延長(zhǎng)了染料在纖維內(nèi)部的擴(kuò)散和固著時(shí)間。而染料在纖維表面的濃度增大,使得纖維表面與纖維內(nèi)部濃度差增大,也有利于染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散,從而有利于染料的勻染。
3稀土對(duì)染色牢度的影響
為了研究稀土濃度對(duì)樣品染色牢度的影響,我們測(cè)定了上述染色平衡樣品(80min)的耐摩擦色牢度,如表2所示。由表2知,經(jīng)稀土處理的樣品,其耐摩擦色牢度比未經(jīng)稀土處理樣品要高0.5~1級(jí),稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%(omf)的樣品色牢度最好。染色牢度的提高,是因?yàn)橄⊥岭x子能與染料分子形成絡(luò)合物,染料分子對(duì)纖維的范德華力增大;另一方面,稀土離子能與纖維和染料形成大的絡(luò)合物,有助于染料的固著[3]。
結(jié)論
試驗(yàn)研究了稀土鈰對(duì)棉織物活性染料染色性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過(guò)嚴(yán)格控制稀土的加料順序和用量,即使在堿性條件下,稀土鈰也能應(yīng)用于棉織物活性染料一浴法染色過(guò)程。(1)加入稀土后,染料的上染速率和上染百分率都有所提高。稀土鈰的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%(omf),染色時(shí)間為40min,基本達(dá)到染色平衡,此時(shí),活性染料的平衡上染率提高了15%左右。(2)加入稀土后,染料的得色量、染色均勻性均有所提高,耐摩擦色牢度可提高0.5~1級(jí)。