毛用活性染料德龍素紅CE羊毛染色工藝探討

鄭玉玲

（1.江蘇工程職業技術學院紡織服裝學院，江蘇南通 226007；2.江蘇省先進紡織工程技術中心，江蘇南通 226007）

羊毛是天然的蛋白質纖維，具有優良的柔軟性、韌性、彈性、耐磨性、吸濕性、保暖性，不易沾污，光澤柔和，可加工成各種精紡及粗紡高檔服裝面料、工業用呢以及裝飾用品［1］。羊毛纖維的分子結構中既含有堿性基—NH2，又含有酸性基—COOH，同時，羊毛纖維表面存在疏水性的脂類外層和精密的鱗片層，使染料分子向羊毛纖維內部擴散受到一定的阻礙。所以，羊毛纖維的染色加工一般用酸性染料在大浴比沸煮條件下進行。羊毛纖維雖然耐酸，但會因高溫和化學試劑的濕熱及機械作用發生水解和二硫鍵斷裂，導致羊毛纖維受到較大的損傷，強力下降，手感也變得粗糙，天然風格遭到破壞。同時大浴比沸煮工藝也不利于環保，造成能源浪費。因此，改變傳統染色工藝既有利于減小羊毛纖維的損傷，保持天然的風格，又有利于節能減排［2-5］。

德龍素染料是一種結構中具有α-溴代丙烯酰胺的活性染料，主要用于羊毛、蠶絲等蛋白質纖維的染色，可與蛋白質纖維中的—NH2發生加成和取代反應而固著在纖維上，具有較高的反應活性和良好的染色性能［5］。德龍素CE 型毛用活性染料三原色的色澤鮮艷，勻染性好，濕牢度優良，而且不會分解出致癌芳香胺，不含重金屬，安全環保。

本研究選用德龍素紅CE 對粗紡羊毛線進行染色，通過上染率、固色率和耐皂洗色牢度指標對染色工藝進行探討。

1 實驗

1.1 材料

粗紡白羊毛線（6S/4，上海格布爾羊絨制品有限公司），德龍素紅CE（天津德凱化工有限公司），HAc、Na2CO3、(NH4)2SO4（分析純），勻染劑1227、平平加O、分散劑NNO、乳化劑OP、吐溫80、中性皂洗劑（南通朝日化工有限公司）。

1.2 儀器

UV-1801 紫外-可見分光光度計（北京瑞利分析儀器有限公司），SW-12A 耐洗色牢度試驗機（南通宏大實驗儀器有限公司），HH-6 數顯恒溫水浴鍋（江蘇金壇市新航儀器廠）。

1.3 染色工藝

工藝配方：德龍素紅CE 2%(omf)，HAc 用量x，(NH4)2SO4用量y，染色溫度T，染色時間t，表面活性劑用量z，浴比1∶50，羊毛線2 g。

工藝流程：羊毛線檢驗、稱重、潤濕→配制工作液→入染→升溫、保溫→后處理。

后處理工藝：固色（Na2CO32 g/L，80 ℃，15 min）→皂洗［中性皂洗劑1%(omf)，70 ℃，10 min］→水洗（70 ℃，10 min）。

1.4 測試

1.4.1 上染率

分別移取一定量染色前后的工作液，選擇大小合適的容量瓶定容、稀釋；同時配制相應的參比溶液，即不含德龍素紅CE 染料，其他所有化學試劑或助劑一致的染料空白溶液。在紫外-可見分光光度計的可見光區（380～700 nm），以空白溶液為參比進行光譜掃描，根據檢測結果確定最大吸收波長λmax=506 nm，且λmax處的吸光度值在0.2～0.7。在λmax處以染料空白溶液為參比，測出染前、染后工作液的吸光度，按下式計算上染率：

式中，A0為染前工作液的吸光度；Ax為染后工作液的吸光度。

1.4.2 固色率

將后處理流程的固色后殘液、皂洗液、水洗液與染色后殘液合并形成總殘液。移取一定量總殘液稀釋、定容，在λmax處測吸光度Ay，按下式計算固色率：

式中，A0為染前工作液吸光度；Ay為總殘液吸光度。

1.4.3 耐皂洗色牢度

按GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》在耐洗色牢度試驗機上測試，采用GB/T 251—2008 評定沾色，GB/T 250—2008 評定變色，用灰色樣卡評級。

2 結果與討論

2.1 HAc用量

由表1 可以看出，隨著HAc 用量的增加，上染率和固色率逐漸提高；當HAc 用量為1.0%～1.5%時，上染率變化不大，這是因為染浴中的(NH4)2SO4起緩釋作用，使染浴pH 變化不大，耐皂洗色牢度基本不變；但HAc 用量達到2%～3%時，羊毛纖維易損傷、脆化而產生細小短絨，使染后殘液的吸光度略有增大，染后羊毛纖維在耐皂洗色牢度實驗中掉落下來的小短絨易沾到貼襯織物上。故HAc用量選擇1.0%～1.5%。

表1 HAc 用量對染色效果的影響

2.2 (NH4)2SO4用量

由表2 可看出，隨著(NH4)2SO4用量的增加，上染率、固色率提高。隨著染色時間的延長和染色溫度的上升，(NH4)2SO4釋放出的酸和染浴中HAc 的緩沖作用使染浴pH 逐漸降低，羊毛分子中的—NH2結合H+生成的—NH3+數量逐漸增多，因此羊毛吸附染料陰離子的量增大，上染率逐漸提高［6］。但(NH4)2SO4用量增加到5.0%以上時對羊毛有損傷，手感發硬，洗滌過程中掉落的短纖絨毛沾到貼襯織物上。(NH4)2SO4用量達到3.0%～4.0%即可。

表2 (NH4)2SO4用量對染色效果的影響

2.3 染色溫度

由表3 可知，當染色溫度升高到85～95 ℃時，上染率、固色率明顯提高，耐皂洗色牢度也有所提高；但染色溫度過高染料會有少量水解，從羊毛纖維上解析下來［4］；同時，長時間的高溫沸煮，羊毛易損傷，耐皂洗色牢度降低。考慮節能因素，選擇85 ℃就可以達到染色效果。

表3 染色溫度對染色效果的影響

2.4 染色時間

從表4 中可以看出，隨著染色時間的延長，上染率、固色率開始明顯提高，耐皂洗色牢度也有所提高；染色50 min 以后，上染率提高不明顯，耐皂洗色牢度也不再提高。染料上染率不會無限提高，會最終達到一個平衡上染率，如果再延長染色時間對上染率提高貢獻不大，過長的染色時間反而會引起活性染料的少量水解［4］。從節約能源、降低成本等方面綜合考慮，在達到染色效果的前提下，染色時間選擇60～70 min為宜。

表4 染色時間對染色效果的影響

2.5 表面活性劑種類

由表5 可知，表面活性劑種類對毛用活性染料德龍素紅CE 染色羊毛線的影響很大。勻染劑平平加O是非離子表面活性劑，能使德龍素紅CE 染羊毛線時獲得較好的上染率、固色率和耐皂洗色牢度。勻染劑1227 是陽離子表面活性劑，和染料陰離子結合生成較穩定的聚合物，從而阻礙染料上染纖維。擴散劑NNO 是陰離子表面活性劑，其水溶液pH 在7～9，顯弱堿性，使染料在羊毛纖維上的吸附量降低。乳化劑OP和吐溫80 也都是非離子表面活性劑，具有乳化性能［7］，易產生大量泡沫，羊毛染色后難清洗，使耐皂洗色牢度降低。因此選用平平加O 作為勻染劑。

表5 表面活性劑種類對染色效果的影響

2.6 平平加O 用量

由表6 可知，隨著平平加O 用量的增加，上染率、固色率先略有提高；在平平加O 用量達到2.0%后，上染率、固色率下降，耐皂洗色牢度變差。因為適量的平平加O 在染色過程中能起到緩染、勻染作用，但過量的平平加O 有剝色作用。平平加O 用量選擇1.0%～1.5%較適宜。

表6 平平加O 用量對染色效果的影響

3 結論

采用活性染料德龍素紅對CE 羊毛線染色能獲得良好的上染率、固色率和耐皂洗色牢度。優化的染色工藝：德龍素紅CE 2%、HAc 1.0%～1.5%、(NH4)2SO43.0%～4.0%、平平加O 1.0%～1.5%、染色溫度85 ℃、染色時間60～70 min、羊毛線2 g、浴比1∶50。上染率為95%～96%，固色率為94%～95%，耐皂洗色牢度的變色、沾色均為4～5級。