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渗透剂对靛蓝染棉布上染率的影响
渗透剂对靛蓝染棉布上染率的影响
余方坤
(浙江理工大学材料与纺织学院,浙江省杭州市邮编3100182)
摘要:
文中介绍了关于靛蓝染料上染棉布的染色工艺,并且通过使用干缸还原法来进行了实验。
然后对最佳的染色配方进行了测试,测试出最佳配方后通过最佳配方来进行实验,最后通过添加渗透剂来研究渗透剂对于靛蓝染料对棉布的上染率的影响。
测试结果表明渗透剂对于提高上染率有着一定的作用.
关键词:
靛蓝染料,棉布,渗透剂,上染率
1.前言
靛蓝是一种天然的还原染料,而且靛蓝本身不能直接溶于水,必须在碱性条件下用强还原剂如低亚硫酸钠还原后,成为水溶性的状态才可以上染纤维。
它是属于多环芳香族化合物,其分子结构中不含有磺酸基,羧酸基等水溶性的基团,它的基本特征是有两个羰基,在保险粉的作用下使羰基还原为羟基并在碱性的条件下成为可溶于水的隐色体盐。
由于隐色体对纤维本身有亲和力,能被纤维吸收。
染色后吸附在纤维上的靛蓝的隐色体被空气或者其他氧化剂氧化,又转换为原来不溶性的染料因此固着在纤维上。
主要用于棉布的着色(靛蓝广泛用于牛仔布的染色生产),但靛蓝染料染棉布总是难以染出很深的颜色。
虽然经过了许许多多的专业人士的研究,但是在染深色,也就是提高上染率的问题上始终难以有突破性的进展。
随着牛仔服装以局部褪色、仿旧的特殊风格著称于世,受到广大消费者的青睐。
牛仔风格在典雅与随意休闲间千变万化.越来越多的人拥有着风格各异的牛仔服装。
随着消费市场的不断扩大.对牛仔服饰的颜色和性能等提出了更为苛刻的要求。
而且这种耐磨、耐脏且极为平民化的服饰正在深入上至富豪名流下至日常百姓等几乎全球人类的生活,并成为其中不可缺少的一部分。
而其物质外表下蕴含的自然、环保以及随性的特质也越发被这时装化后的光环所一一放大,并显得越发清晰。
本文通过实验,研究渗透剂对提高靛蓝染料上染率的影响。
2.染色工艺(实验)
织物:
棉布
染料及试剂:
靛蓝、氢氧化钠、保险粉、无水碳酸钠、标准皂片、渗透剂JFC、耐碱性渗透剂、食盐
仪器:
染色处方:
靛蓝染料1~6%
氢氧化钠1~4g/L
保险粉1~4g/L
靛蓝染料在60℃还原30分钟
2.1试验工艺设计:
首先使用控制变量法对最佳工艺进行了实验,确定了最佳的碱量,在最佳碱量下确定保险粉的用量,然后控制碱量和保险粉量最佳然后测定出最佳的染料用量。
由于PH对于整个过程有着重大的影响,所以对PH值进行了实验。
PH为11~12,12~13,以及PH大于13进行了测定来确定整个实验的最佳的PH值。
在所有最佳量确定之后,在根据最佳工艺来使用渗透剂并通过比较效果来确定渗透剂对于上染率的影响。
2.2靛蓝染液的配制:
操作时,称取染料放入染杯中,加数滴太古油润湿调匀,再加少量水调匀,然后加入2/3的烧碱和保险粉,并使染浴量为全浴量的1/3。
在规定温度下干缸还原30min。
之后可以加入渗透剂,另外预先在染缸内加入剩下的1/3的烧碱,保险粉及2/3的水。
然后将上述还原后的染浴倾入。
最后再加入一定量的渗透剂,及组成染浴。
2.3染色:
染色时需注意时间的控制,要多搅拌防止染花。
而且必须注意温度的控制。
染色温度为30℃。
要在密闭的条件下染色最好防止在染色的过程中就已经被氧化,这样可以避免染花。
使染料充分上染,也可一定程度上提高上染率。
染液配置完成后再将布放入染杯中,染色时间为30min,染色过程中勿使织物露出液面,以防空气氧化,染毕取出织物,用冷水冲洗。
并置于空气中氧化10min再冷水洗,并准备皂煮。
2.4皂煮:
皂煮液处方:
无水碳酸纳1g/L
标准皂片1g/L
浴比1:
20
温度90℃;
时间(分钟)10min
工艺流程:
氧化后织物经皂煮一水洗一烘干。
3.实验工艺曲线:
4.实验结果:
4.1碱剂浓度对K/S值的影响
NaOH(g/L)
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
K/S
5.2476
6.7867
4.6724
4.4217
4.0245
3.7483
3.4879
4.2保险粉浓度对K/S值的影响
保险粉(g/L)
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
K/S
5.8157
6.5237
7.2435
7.9375
7.4737
7.3169
7.0434
4.3靛蓝用量对K/S值的影响
靛蓝(%)
1
2
3
4
5
6
K/S
7.4157
7.5237
7.4635
7.8385
7.5537
7.4369
4.4PH对K/S值的影响
PH
11~12
12~13
>13
K/S
4.2564
6.4796
7.6547
4.5JFC浓度对K/S值的影响
JFC(g/L)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
K/S
7.4157
7.5237
7.4635
7.8385
7.5537
7.4369
4.6耐碱性渗透剂浓度对于K/S值影响
耐碱性渗透剂g/L
0
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
K/S
8.0248
8.2927
8.5148
8.4537
8.9351
8.1859
6.结语:
从上面实验结果得出渗透剂对于提高靛蓝对棉布的上染率有一定的作用。
靛蓝成为水溶性的隐色体盐之后拥有一定的水溶性,由于隐色体对纤维本身有亲和力,能被纤维吸收。
染色后吸附在纤维上的靛蓝的隐色体被空气或者其他氧化剂氧化,又转换为原来不溶性的染料因此固着在纤维上。
而加入渗透剂使水分可以进入纤维内部,在水分进入纤维内部的时候可以带着一部分的染料的隐色体盐进入纤维的内部从而达到提高上染率的目的。
根据实验发现渗透剂对于提高靛蓝上染率有着一定的影响,首先是存在一个渗透剂对于纤维的溶胀加大了纤维内部的空间并且带入了一定量的染料的隐色体盐。
其次通过渗透剂使得纤维充分的溶胀,增大了纤维的表面积,使得染料上染的位置增加,从而提高了染料的上染率。
再次由于处理时的PH较高,所以也达到了溶胀纤维的效果,也在一定程度上提高了上染率。
JFC一般使用的PH值不会太高,由于本次实验的PH值较高对JFC的分子结构有一定的影响,所以可以认为JFC在这次试验中由于受PH的影响而效果下降。
然而JFC整体的效果低于耐碱性渗透剂,虽然这样但是JFC的使用的还是在一定程度上提高了上染率,其中当JFC的浓度为0.6g/L的时候效果最好,因为纤维的内部和外部渗透压平衡时能进入纤维内部的JFC是有限的,提高浓度的话染浴中的JFC的浓度大于纤维内部的浓度,这样的话纤维内部的水分就会被往外吸出来,纤维内部的水分就减少了,相应的一部分染料就会随着水分的离去而被带到染液中去,所以提高上染率不能靠提高助剂的浓度来提高。
这样看来0.6g/L的浓度应为JFC所能产生最佳效果的值。
然而,在PH很高的情况下耐碱性渗透剂的分子结构不会受到太大的影响,耐碱性渗透剂分子要比JFC小能够渗入纤维的量更多,所以耐碱性渗透剂的最佳浓度为0.8g/L。
和JFC一样浓度太高了之后反而会吸出水分对上染率产生负面影响。
最后不管怎样渗透剂使得纤维溶胀的作用还是存在的,还是可以带入更多的染料,所以不管浓度如何变化,都能提高上染率。
参考文献(References)
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中国纺织出版社.1995:
141—151.
[2]张鹏.张莹.牛仔水洗条件与靛蓝沾色的关系[J].印染,2006(12):
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中国纺织出版社。
2005:
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中国纺织出版社.2002.
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(2):
25-26.
[7]傅旦,陈春堂.牛仔布生产技术[M]:
纺织工业出版社.1991.
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纺织工业出版社.1982.
[10]曾林泉.纤维织物上靛蓝浓度的测定[J].染料工业,2002,39(5):
46.
附录
表1.根据最佳的配方来确定染料的最佳用量
碱量(g/L)
保险粉量(g/L)
1.5
2.5
1.5
2.5
1.5
2.5
1.5
2.5
1.5
2.5
1.5
2.5
1.5
2.5
1.5
2.5
靛蓝用量
(%)
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
K/S
7.0827
7.8155
9.909
10.853
9.1311
8.2864
8.8592
8.8592
贴样
表2.通过调节PH值来调整,得到耐碱性渗透剂的最佳的PH值
保险粉用量(g/L)
靛蓝用量
(%)
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
PH
11
12
>13
11
12
>13
耐碱性渗透剂(g/L)
1
1
1
0
0
0
K/S
4.5286
4.9517
8.3152
3.4285
3.6475
6.5287
贴样
表3.通过调节PH值来调整,得到JFC的最佳的PH值
保险粉用量(g/L)
靛蓝用量
(%)
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
PH
11
12
>13
11
12
>13
JFC
(g/L)
1
1
1
0
0
0
K/S
4.2145
4.6201
7.8267
4.0158
4.5768
7.3419
贴样
表4.两种渗透剂的最佳用量的测定
保险粉用量(g/L)靛蓝用量(%)
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
保险粉用量(g/L)
靛蓝用量
(%)
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
PH
>13
>13
>13
>13
碱量(g/L)
>13
>13
>13
>13
JFC
(g/L)
1
2
3
0
耐碱性渗透剂(g/L)
1
2
3
0
K/S
8.3241
8.2687
8.2045
7.8648
K/S
8.5643
8.3675
8.4678
8.1576
贴样
9
贴样
表5.耐碱性渗透剂用量的准确测定
保险粉用量(g/L)靛蓝用量(%)
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
PH
>13
>13
>13
>13
>13
>13
耐碱性渗透剂
(g/L)
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
K/S
8.3378
8.0927
8.5146
8.4537
8.9351
8.1859
贴样
表6.JFC准确用量的测定
保险粉用量(g/L)靛蓝用量(%)
2.5
5
2.5
5
2.5
5
2.5
5
PH
>13
>13
>13
>13
JFC
(g/L)
0.2
0.4
0.6
0.8
K/S
8.0135
8.1854
8.1564
8.5642
贴样
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