蛋白類防沾助劑在活性染料染色棉織物上的應(yīng)用

徐華鳳，趙曉麗，王雪燕

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

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蛋白類防沾助劑在活性染料染色棉織物上的應(yīng)用

徐華鳳，趙曉麗，王雪燕

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

摘要：采用自制的復(fù)配蛋白類防沾色助劑對活性染料染色的棉織物進(jìn)行皂洗后處理，通過單因素變量法，優(yōu)化出該助劑對活性染料染色棉織物的最佳皂洗工藝條件為：防沾色助劑用量為25g/L，碳酸鈉用量為2g/L，肥皂3g/L，處理溫度80℃，處理時(shí)間20min，浴比1:30。經(jīng)過防沾皂洗處理后，在保證色布耐皂洗色牢度的前提下具有良好的防沾色效果，但該助劑存在應(yīng)用量較大，需要進(jìn)一步深入研究。

關(guān)鍵詞：活性染料棉織物蛋白類防沾助劑皂洗

活性染料是紡織品染色和印花應(yīng)用最廣的一類重要染料，然而活性染料容易水解、造成染料利用率低，浮色多，尤其深濃色染料染色或印花的織物在皂洗過程中，洗滌下來的大量浮色、印花漿料、染色助劑等會轉(zhuǎn)移到洗浴中，形成了具有一定染料濃度、一定溫度和一定時(shí)間的染色條件，這就造成洗浴中的浮色染料在凈洗織物的不同染色部分之間，通過凈洗浴而相互轉(zhuǎn)移，特別是從有色部分向無色部分的顏色轉(zhuǎn)移，即所謂白地沾污[1-3]。皂洗后處理引起沾色，影響產(chǎn)品色牢度和質(zhì)量，因此防沾劑研究很重要[4]。在此背景下本文探討了自制復(fù)配蛋白類防沾色助劑的應(yīng)用工藝，有效的降低了浮色再沾污程度。該助劑由自制的陽離子明膠蛋白助劑與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)復(fù)配而成，陽離子明膠蛋白為一種含有環(huán)氧乙烷活性基,陽離子季銨基團(tuán)和蛋白結(jié)構(gòu)的助劑。與洗滌液中脫落下來的染料作用力大于染料與纖維之間作用力，并使脫落的染料穩(wěn)定地分散于皂洗液中，防止染料重新沾污織物，進(jìn)而達(dá)到有效去除織物上殘余浮色。PVP分子中含有五元環(huán)和內(nèi)酰胺特殊結(jié)構(gòu)，而活性染料中的官能團(tuán)(如羥基、羧基、氨基)易于和內(nèi)酰胺發(fā)生締合作用，起到防沾污的效果，其在印染行業(yè)的應(yīng)用有很大前景。

1試驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑、材料

材料：經(jīng)煮練漂白的純棉織物：30×36；72×69

染料：活性藏青GG(上海科華染料工業(yè)有限公司)

試劑：自制蛋白類防沾色助劑 、氯化鈉(分析純)、純堿(分析純)、皂片(工業(yè)用)

儀器如下表：

表1　實(shí)驗(yàn)主要儀器及設(shè)備

1.2實(shí)驗(yàn)工藝流程

1.2.1棉織物處理工藝過程

純棉織物→染色→水洗→皂洗→60℃熱水洗→冷水洗

1.2.2活性染料常規(guī)染色處方與染色升溫曲線

(1)染色處方

染料4%(owf)

氯化鈉80g/L

碳酸鈉20g/L

浴比1:30

(2)染色升溫工藝曲線

圖1　活性染料染色的升溫工藝曲線

1.2.3染色織物皂洗工藝流程

將染色布與同質(zhì)量的白布縫合后放入配置好的皂洗液中，浴比 1:30,在 一定條件下處理一定時(shí)間，取出布樣，用 60℃熱水沖洗一次，再用冷水洗兩次，取出并拆開縫合布,晾干。

1.3測試指標(biāo)

1.3.1防沾能力測試

分別測傳統(tǒng)工藝皂洗的沾色白布和防沾污皂洗的沾色白布的K/S值，分別記為K/S0和K/S1。

防沾污系數(shù)C/%=(1-K/S1/K/S0)×100

C>0表示有防沾污效果；C<0表示無防沾污效果。且C值越大表示防沾污效果越好，否則防沾污效果較差。

1.3.2耐皂洗色牢度測定

按照GB/T3921.3-2008《紡織品色牢度耐洗色牢度實(shí)驗(yàn)方法3》測試，然后采用“GB/T 250—2008 評定變色用灰色樣卡”和“GB/T 251-2008 評定沾色用灰色樣卡”分別評定變色與沾色牢度等級。

2結(jié)果與討論

用復(fù)配防沾助劑對染色棉織進(jìn)行防沾皂洗時(shí)主要受助劑用量，皂片用量，碳酸鈉用量，皂洗溫度以及皂洗時(shí)間這幾個(gè)因素的影響，因此實(shí)驗(yàn)采用單因素變量法優(yōu)化出了防沾助劑對染色棉織物皂洗防沾的最佳工藝條件。

2.1助劑用量的優(yōu)選

棉織物用4%(o.w.f.)活性藏青進(jìn)行染色后，改變助劑的用量，皂片用量2g/L，碳酸鈉用量為2g/L，95℃處理15min后，晾干后測試，結(jié)果見表2。

表2　助劑用量對防沾色效果和耐皂洗色牢度的影響

從表2可以看出，傳統(tǒng)工藝皂洗后沾色白布的K/S值較大，說明染料對棉織物沾色較多，加入助劑后，染料對白布的沾色明顯減少，且織物的耐洗色牢度保持不變。另外，隨著助劑用量的增加，其防沾色效果更好，用量為25g/L時(shí)防沾色效果最好。添加助劑后防沾色效果明顯提高的主要原因是復(fù)配物防沾助劑與洗滌液中脫落下來的染料作用力大于染料與纖維之間作用力，并使脫落的染料穩(wěn)定地分散于皂洗液中，防止染料重新沾污織物，進(jìn)而達(dá)到有效去除織物上浮色，保證產(chǎn)品色牢度，并有效減少皂洗過程中對白布的沾色。當(dāng)其助劑用量較小時(shí)，助劑優(yōu)先吸附到染色棉織物上，阻止浮色染料的去除，同時(shí)助劑吸附到白色棉織物上，使其陽離子化，進(jìn)而增大對脫落染料的吸附作用力，使白布沾色嚴(yán)重，使其防沾效果不是很明顯，當(dāng)助劑用量達(dá)到一定時(shí)，絕大部分水解染料會被助劑穩(wěn)定分散在皂洗液中，表現(xiàn)出最好的防沾效果，繼續(xù)增加助劑的用量，其防沾效果無明顯變化，因此，助劑用量確定為25g/L。

2.2皂片用量的優(yōu)選

棉織物用4%(o.w.f.)活性藏青進(jìn)行染色后，改變皂片用量，助劑用量25g/L，碳酸鈉用量為2g/L，95℃處理15min后，晾干后測試，結(jié)果見下頁表3所示。

表3　皂片用量對防沾色效果和耐皂洗色牢度的影響

由表3可以看出，皂片用量對防沾色效果的影響較小，但是對于浮色染料的去除有較大的作用，因此皂片的作用主要作為凈洗劑來去除染色織物上的浮色。因此綜合考慮浮色的去除率和防沾色效果，選擇肥皂的用量為3g/L。

2.3碳酸鈉用量的優(yōu)選

固定助劑用量為25g/L，皂片用量3g/L，改變碳酸鈉用量，95℃處理15min后，晾干測試，結(jié)果見表4所示。

表4碳酸鈉用量對染色棉織物防沾效果和耐皂洗色牢度的影響

碳酸鈉用量(g/L)白布沾色K/S值皂洗前后ΔK/S值防沾色系數(shù)C/%耐洗色牢度/級變色棉沾00.2151.40747.8834410.2001.50853.3804～54～520.1932.00455.0124～54～530.2002.12153.3804～54～540.1982.04253.8464～54～550.2072.14551.7484～54～560.2172.30749.4174～54～570.2092.31851.2804～54～5

從表4可以看出，在皂洗液中加入少量的碳酸鈉可以獲得更好的防沾效果，且皂洗后色布的浮色去除較多，但加入量多卻使防沾效果變差，其主要是由于添加碳酸鈉后，皂洗液pH值由中性變化成堿性，有利于織物表面未固著的染料水解下來，但當(dāng)其用量增大時(shí)，會促進(jìn)助劑的水解，使其失去結(jié)合染料的作用。另外，碳酸鈉用量太大也可能會使染料與纖維之間共價(jià)鍵斷裂，使水解染料増加。所以碳酸鈉用量増加，白布沾色嚴(yán)重，而且還會產(chǎn)生污染。因此，碳酸鈉的最優(yōu)用量確定為2g/L。

(4)皂洗溫度的優(yōu)選

固定防沾助劑用量25g/L，肥皂用量3g/L，碳酸鈉用量2g/L,在不同溫度下處理,15min后，晾干測試，結(jié)果見表5所示。

表5溫度對染色棉織物防沾效果和耐皂洗色牢度的影響

溫度(℃)白布沾色K/S值皂洗前后ΔK/S值防沾色系數(shù)C/%耐洗色牢度/級變色棉沾400.3101.69727.73944500.3032.42529.3714～54～5600.2812.57634.4994～54～5700.2752.75935.8974～54～5800.2162.88749.6504～54～5900.2302.96246.3874～54～51000.2463.01442.6574～54～5

從表5可以得出，升高皂洗溫度有助于白布防沾和染色織物浮色的去除，溫度為80℃時(shí)防沾色效果最好。但隨著溫度的繼續(xù)升高，會使助劑水解速率増加，減少對水解染料的作用。另外，溫度的升高也會使染料動能増加，再沾污白色棉織物的能力就有所增大。所以綜合考慮白布沾色、浮色去除和耐皂洗色牢度，最優(yōu)皂洗溫度確定為80℃。

2.5皂洗時(shí)間的優(yōu)選

固定防沾助劑用量為25g/L，肥皂用量3g/L，碳酸鈉用量2g/L,在80℃下皂洗處理不同的時(shí)間后，晾干測試，結(jié)果見表6所示。

表6時(shí)間對染色棉織物防沾效果和耐皂洗色牢度的影響

時(shí)間/min白布沾色K/S值皂洗前后ΔK/S值防沾色系數(shù)C/%耐洗色牢度/級變色棉沾100.2482.,18342.1074～54～5200.2152.87949.9044～54～5300.2382.89344.4994～54～5400.2482.91741.2664～54～5500.2653.09938.2664～54～5600.2753.26238.8974～54～5

從表6可以看出，隨著皂洗時(shí)間的増加，有利于浮色的去除，白布的沾色反而増加，在20min時(shí)防沾效果最好，其主要原因可能是由于皂洗時(shí)間過長，其皂洗液中脫落的水解染料増加，而助劑的量是一定，結(jié)合水解染料的作用力就一定，使得一些水解染料又重新沾染到白棉織物上，從而白布沾色嚴(yán)重。另外，處理時(shí)間太短，如第1組處理10min,可能會導(dǎo)致染色織物的浮色未去除干凈，水解染料還沒及時(shí)跟助劑結(jié)合就沾染到白棉織物上，導(dǎo)致白布沾色増加。因此，綜合考慮，最優(yōu)處理時(shí)間確定為20min。

3結(jié)論

(1)復(fù)配蛋白類防沾助劑對活性染料染色棉織物的防沾皂洗工藝：復(fù)配助劑用量為25g/L，碳酸鈉用量為2g/L，肥皂3g/L，處理溫度80℃，處理時(shí)間20min，浴比1:30。

(2)防沾色皂洗后處理對染色棉織物的耐洗色牢度沒有產(chǎn)生不良影響，

(3)通過沾色白布的防沾色系數(shù)可以看出此蛋白類防沾色助劑具有良好的防沾色效果，能夠有效的降低白地沾污。

(4)該復(fù)配蛋白類防沾色助劑用量較大，需要進(jìn)一步的研究探索。

參考文獻(xiàn)

[1]馬琳山, 張傳信. 活性染料染色沾色問題探討——9202低溫高效凈洗劑的應(yīng)用[J].上海紡織科技,1996,24(2):48-50.

[2]王百惠，王雪燕.活性染料防沾色皂洗劑的探討[J].染整技術(shù)，2014，36(4):30-34

[3]唐增榮.印染防沾污技術(shù)與生產(chǎn)應(yīng)用[J].印染助劑，2002，19(5):24-27.

[4]徐華鳳，王雪燕.活性染料蛋白類防沾色劑的制備[J]，成都紡織高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2014，32(4)：38-41.

Application of Protein Anti-staining Agent in Cotton Fabric with Reactive Dyes

XUHua-feng,ZHAOXiao-li,WANGXue-yan

(School of Textile and Materials, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048)

Abstract:The cotton fabric dyed by reactive dyes was treated after soaping with self-made compound protein anti-staining agent. By adopting single factor variable method, the optimal soap washing process for such fabric was got: dosage of anti-staining agent was 25g/L, dosage of sodium carbonate was 2g/L, soap was 3g/L, processing temperature was 80 centigrade, processing time was 20min and bath ratio was 1:30. After anti-staining soaping process, the fabric has good anti-staining effect with good washing fasting and color fastness properties. At the same time, the dosage of such agent was too large which needed further research.

Key words:reactive dyecotton fabricprotein anti-staining agentsoaping

中圖分類號：TS193.631

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-5580(2016)01-0066-04

通訊作者：王雪燕(1963-)，女，教授，碩士生導(dǎo)師。

收稿日期：2015-09-11

第一作者：徐華鳳(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：紡織品化學(xué)加工新材料、新工藝的理論及應(yīng)用。