羊毛低溫染色助劑的制備及應用

張楊

（天津渤化集團有限公司，天津 300040）

1 前言

羊毛是一種常見的纖維，其內部結構主要由三部分組成[1]：包覆在纖維外部的鱗片層、組成羊毛實體主要部分的皮質層和處于纖維中心因含空氣而不透明的髓質層。羊毛的上染過程主要包含三個階段：吸附→擴散→固色。即染料分子或離子首先靠近纖維表面被纖維吸附，纖維表面的染料再向纖維內部擴散，進而固著在纖維上。由于羊毛鱗片層中具有含硫量很高的角質層，其微結構十分致密，堅硬，因而阻擋了染色過程中染料向纖維內部的擴散，要想縮短染色時間，必須提高染色溫度，因此羊毛染色通常在高溫條件下進行。由于羊毛纖維中的硫主要以二硫鍵的形式存在。羊毛纖維經80～110℃的高溫長時間處理時，其纖維結構中的二硫鍵容易遭到破壞而使羊毛發黃，影響色澤及固色。

為了降低高溫染色時羊毛纖維的損傷，需要降低染色溫度[2～4]，因而對染色助劑的要求更高，特別是勻染劑，在染色時起到分散、潤濕、增溶和勻染的特性。目前市場上效果較好的毛用活性染料勻染劑是阿白格B，但其更適用于高溫染色，而且價格昂貴。所以針對市場需求，我們開發了一種低溫染色助劑[5～8]，其在染浴中對纖維具有潤濕、滲透、凈洗的作用，降低羊毛纖維的表面張力。該助劑還對染料具有一定的解析作用，可促進染料被羊毛的吸附，從而使染料在較低溫度下也有很好的吸盡率和固著率。

2 試驗部分

2.1 實驗儀器（見表1）

表1 主要儀器

2.2 化學藥品（見表2）

表2 主要原料

2.3 染色工藝處方

染料：X%(owf)

染色助劑：2～3g/L

醋酸：Y%(pH=4～4.5)

硫酸銨：4%(owf)

甲酸：0.5%～1%(owf) （5%owf 以上染色深度）

浴比：1∶10

2.4 染色工藝（見圖1）

圖1

2.5 染色助劑的制備

染色助劑需要具有分散、增溶、勻染、親染料同時親纖維的特性，經過前期實驗篩選，結合羊毛染色助劑相關文獻，我們選擇AEO-3、十六烷基三甲基溴化銨、JFC-E、聚乙二醇400 和水配置低溫染色助劑。其中AEO-3 是一種非離子表面活性劑，主要用于羊毛纖維的脫脂和凈洗；十六烷基三甲基溴化銨，一種陽離子表面活性劑，織物柔軟劑，同時具有殺菌作用；JFC-E，一種非離子表面活性劑，作為滲透劑，同時具備親水和親油特性，可以使染料與纖維充分吸附，擴散；聚乙二醇400，分散劑，具有親油性，有分散，乳化的作用，可以與各種表面活性劑混合使用。通過實驗篩選出各組分的合理占比，結果如表3。

表3 低溫染色助劑

3 結果與討論

為了檢測低溫染色助劑的勻染效果，低溫染色助劑在85℃固色，阿白格B 分別在85℃和98℃固色，測試染料的上染率及固色率。染料選取亨斯邁蘭納素系列毛用活性染料。數據如表4。

如表4 所示：阿白格 B 在85℃染色的上染率及固色率較98℃的上染率和固色率明顯降低，降低幅度約10%，也驗證了勻染劑阿白格B 更適用于高溫染色。而我們合成的低溫助劑在85℃染色的上染率及固色率均穩定在96%～97%，達到了阿白格B 在98℃染色的效果。溫度的降低可以有效減少羊毛在染色過程的損傷，同時降低了能源消耗，所以我們制備的低溫染色助劑符合未來市場對勻染劑的要求。另外我們還對染色后織物進行了牢度測定，數據如表 5。

表4 上染率及固色率數據表

表5 織物牢度測試數據

如表5 所示：低溫染色助劑染色后的織物各項牢度較好，達到或超過阿白格B 在高溫染色時織物的牢度，也說明我們制備的低溫染色助劑完全可以替代阿白格B 使用，從經濟角度也具有一定的優勢。

4 結論

通過實驗驗證，我們開發的新型低溫染色助劑可以實現羊毛的低溫染色，同等條件下，低溫染色效果優于常規使用的阿白格B 勻染劑，符合毛用活性染料對勻染助劑的要求，可以作為阿白格B 替代品工業化生產及使用。