色媒體改性菠蘿纖維/棉混紡織物的無鹽無堿染色

顧東雅，張榮華，鮑雨婷

(鹽城工業職業技術學院，江蘇 鹽城 224005)

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色媒體改性菠蘿纖維/棉混紡織物的無鹽無堿染色

顧東雅，張榮華，鮑雨婷

(鹽城工業職業技術學院，江蘇 鹽城 224005)

摘要：無鹽無堿染色既可以提高染料利用率，又能減輕印染廢水處理壓力，有利于實現清潔化生產。采用色媒體對菠蘿纖維/棉混紡織物進行改性，討論了色媒體用量、改性溫度和改性時間等因素對無鹽無堿活性染料染色效果的影響，選擇合適的改性方案，并通過正交試驗選出最佳的色媒體改性工藝：色媒體用量5%(o.w.f)，改性溫度50℃，改性時間30min。

關鍵詞：色媒體菠蘿纖維無鹽無堿染色上染率

菠蘿纖維具有良好環保和服用性能，是一種功能性生態紡織材料，與棉、羊毛、蠶絲、大豆蛋白纖維、滌綸、腈綸、丙綸等纖維均有較好的混紡性[1]，無鹽無堿清潔化[2]染色技術的應用必將使菠蘿纖維的服裝制品越來越受到消費者的青睞。無鹽無堿染色解決了傳統活性染料在染色過程中加鹽和堿的問題，在實際生產中將會大大提高染料利用率，減少染色廢水中鹽和堿的含量，減輕污水處理的負擔，有利于環境保護和實現綠色生產和生態染色[3]。本文采用色媒體對菠蘿纖維/棉混紡織物進行改性，討論色媒體用量、改性溫度和改性時間等因素對織物染色性能的影響，通過正交試驗優化色媒體改性工藝，并對正交試驗染色菠蘿纖維/棉混紡織物的色牢度進行測定。

1實驗部分

1.1材料與儀器

織物：菠蘿纖維/棉混紡針織物(市售)

藥品：色媒體(工業級)、滲透劑JFC(工業級)，諾威克隆紅FN-2BL(商品染料)，皂粉。

儀器：FA2004 AEU-810電光天平(上海精科天平儀器廠)，101A型電熱恒溫鼓風干燥箱(南通三思機電科技有限公司)，HHS-6電熱水浴鍋(南通三思機電科技有限公司)，UV1102紫外光分光光度計(上海天美科學儀器有限公司)，SW-12A耐洗色牢度試驗機(無錫紡織儀器廠)，Y571B型干濕摩擦牢度儀(南通三思機電科技有限公司)。

1.2實驗方法

1.2.1色媒體改性工藝

色媒體對菠蘿纖維/棉混紡織物的預處理工藝曲線見圖1。

圖1　預處理工藝曲線

1.2.2活性染料無鹽無堿染色工藝

活性染料對色媒體改性后織物的染色工藝曲線見圖2。

圖2　活性染料染色工藝曲線

1.3測試方法

1.3.1上染百分率

以蒸餾水為空白參比，將原液和染色后的殘液按照一定比例稀釋，采用UV1102紫外光分光光度計在最大吸收波長處測定溶液的吸光度，按下列公式計算上染率，式中A0為染前的吸光度，At為染后的吸光度。

上染率=(1-At/A0) ×100%

1.3.2色牢度

參照GB/T3920-2008《紡織品耐摩擦色牢度試驗方法》中規定的進行操作，分別測試干摩擦牢度和濕摩擦牢度；參照GB/T3921-2008《紡織品耐皂洗色牢度試驗方法》中規定的進行操作，分別測試褪色和沾色牢度。

2結果與討論

2.1色媒體用量對織物染色性能的影響

按照1.2中的實驗方法，浴比為1:30，將織物置于溫度為60℃的色媒體中處理40min，改變色媒體用量，測得染色后織物的上染率見表1。

表1　色媒體用量對上染率的影響

由表1可知，當色媒體用量小于4%時，隨著色媒體用量的增加，染料在織物上的上染率上升的趨勢很明顯，當色媒體用量達到4%后，再增加用量，上染率趨于平緩，主要因為色媒體是一種含反應型功能團的陽離子預聚體，經色媒體處理后，纖維素纖維中的羥基與色媒體的反應性基團反應，使纖維引進陽離子染座，溶液中陰離子性的活性染料就會和具有陽離子染座的纖維相吸迅速上染及固著，所以上染率迅速提高，但纖維素纖維中的羥基是一定的，色媒體達到一定量后再增加用量對上染率的提高沒有幫助，所以建議色媒體用量為4%。

2.2色媒體改性溫度對織物染色性能的影響

按照1.2中的實驗方法，浴比為1:30，將織物置于用量為4%(o.w.f)的色媒體中處理40min，改變改性溫度，測得染色后織物的上染率見表2。

表2　色媒體改性溫度對上染率的影響

由表2可知，當溫度低于60℃時，隨著溫度的上升，染料在織物上的上染率逐漸增大，當溫度高于60℃時，再升高溫度上染率反而開始減小。主要因為溫度有助于色媒體與纖維間的反應，使纖維引進較多陽離子，有利于與陰離子活性染料間的吸附，但繼續升高溫度，反而會影響色媒體與纖維間結合，導致上染率減小。所以建議色媒體改性溫度為60℃。

2.3色媒體改性時間對織物染色性能的影響

按照1.2中的實驗方法，浴比為1:30，將織物置于溫度為60℃、用量為4%(o.w.f)的色媒體中，改變改性時間，測得染色后織物的上染率見表3。

表3　色媒體改性時間對上染率的影響

由表3可知，當時間小于40min時，隨著時間的延長，上染率增大的趨勢明顯，當時間超過40min，上染率基本趨于平衡值。主要因為隨著時間的延長，色媒體與纖維分子不斷發生作用，纖維引進的陽離子染座逐漸趨于飽和，繼續延長時間，對色媒體改性基本無影響。所以建議色媒體改性時間為40min。

2.4色媒體改性正交試驗

通過色媒體改性工藝各單因素對菠蘿纖維/棉混紡織物的上染率分析選取色媒體用量、改性溫度和改性時間作為正交試驗的3個因素，每個因素取3個水平進行L9正交試驗設計[4]見表4。以上染率為評價指標，確定色媒體改性工藝，正交試驗結果見表5，染色后測得織物的色牢度見表6。

表4　色媒體改性工藝因素水平表

表5　色媒體改性工藝正交試驗結果

表6　正交試驗染色織物的色牢度

由表6可知，正交試驗中所有試驗方案的耐皂洗色牢度均達到3級以上，耐摩擦色牢度也達到國家標準。由表5可知，色媒體用量對上染率的影響最主要，具體影響次序為：A﹥C﹥B，得到最佳的色媒體改性工藝為A3B1C1，即色媒體用量5%，改性溫度50℃，改性時間30min。并在此條件下對織物進行改性后染色，測得上染率為89.2%，其結果和單因素試驗中在色媒體用量4%，改性溫度60℃，改性時間40min的條件下對織物染色后測得的上染率為90.1%基本接近，從能源消耗和生產實際考慮確定色媒體改性的最佳工藝條件為：色媒體用量5%，改性溫度50℃，改性時間30min。

3結論

菠蘿纖維/混紡針織物經過色媒體改性后采用活性染料進行無鹽無堿染色，以上染率為評價指標，通過正交試驗優化改性工藝，得出最佳工藝為：色媒體用量5%(o.w.f)，改性溫度50℃，改性時間30min。

參考文獻

[1]顧東雅,王祥榮.菠蘿纖維的研究進展[J].現代絲綢科學與技術,2011(3):115-117.

[2]展義臻,趙雪,黃恩波.印染行業清潔節能生產技術[J].國際紡織導報,2008(4):41-48.

[3]顧東雅.陽離子改性菠蘿纖維的無鹽無堿染色[J].印染,2015(12):22-25.

[4]莊楚強，吳亞森.應用數理統計基礎[M].廣州:華南理工大學出版社，2002:58-60.

Dyeing of Color Media Modified Pineapple Fiber/Cotton Blended Fabric without Salt and Alkali

GUDong-ya,ZHANGRong-hua,BAOYu-ting

(Yancheng Institute of Industry Technology, Yancheng 224051)

Abstract:Dyeing without salt and alkali can not only improve the utilization rate of dye, but also can reduce the pressure of dyeing wastewater treatment, which is helpful to achieve clean production. Color media was used to modify Pineapple fibers/cotton blended fabric, the impact of dosage of color media, modified temperature and time on the effect of dyeing with reactive dye free from salt and alkali was discussed, the proper modification plan was selected and the optimal color media modified process was chosen through orthogonal experiments: dosage of color media was 5% (o.w.f), modified temperature was 50℃ and modified time was 30 mins.

Key words:color mediapineapple fiberwithout salt and alkalidyeingdyeing rate

中圖分類號：TS193

文獻標識碼：A

文章編號：1008-5580(2016)02-0119-03

基金項目：江蘇省科技廳產學研前瞻性項目(BY2013060)；2015年度鹽城工業職業技術學院大學生實踐創新訓練計劃項目。

收稿日期：2016-01-08

第一作者：顧東雅(1979-)，女，碩士，講師，研究方向：新型纖維染整加工原理與技術。