同色勻染劑AF在真絲/錦綸交織物 同色染色中的應(yīng)用

王立　盛錦璐　吳孟　余志成

摘 要：為提高真絲/錦綸交織物酸性染料染色同色性，將同色勻染劑AF施加至染浴，研究助劑用量、溫度、pH值對同色性的影響，并從纖維表面電荷變化的角度分析其改善同色性的機(jī)理。結(jié)果表明，在同色勻染劑AF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%（o.w.f），染液pH值為4，染色溫度85 ℃條件下，真絲/錦綸交織物同色性最好;經(jīng)陽離子固色劑HF-5固色處理耐洗色牢度可達(dá)4級以上。同色作用機(jī)理為：同色勻染劑AF在染液中與真絲、錦綸兩種纖維發(fā)生吸附，錦綸吸附后其表面Zeta電位下降至負(fù)值，與染料間較大的排斥力阻礙了染料的吸附;真絲纖維吸附AF后對Zeta電位影響較小，對染料的吸附影響較低。

關(guān)鍵詞：染色;同色勻染劑;同色平衡值;Zeta電位;真絲/錦綸交織物

中圖分類號(hào)：TS193.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-265X（2019）04-0071-05

Application of Homochromic Leveling Agent AF in Homochromy Dyeing of Silk/Nylon-6 Fabric

WANG Lia，b， SHENG Jinlua， WU Menga， YU Zhichenga，b

（a.College of Materials and Textiles; b. Engineering Research Center for Eco-Dyeing & Finishing of Textiles， Ministry of Education， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract：In order to improve the dyeing homochromatism of acid dyes in silk/nylon-6 blended fabric， the homochromic leveling agent AF was added to the dye bath to study the influence of auxiliary dosage， temperature and bath pH on dyeing homochromatism of silk/nylon-6 fabric. And the mechanism of improving homochromatism was analyzed from the perspective of surface charge changes on the fiber. It was found that silk/nylon-6 blended fabric could reach the best homochromatism under the following conditions： mass fraction of homochromatic leveling agent AF 2% （o.w.f）， bath pH 4.0 and dyeing temperature 85 ℃. The wash fastness could exceed Level 4 after treatment by cationic fixing agent HF-5. The mechanism of homochromy dyeing is as below： homochromic levelling agent AF is adsorbed on silk and nylon fibers in the dyeing solution. Zeta potential on the surface of the nylon decreased to a negative value after adsorption， and large repulsive force between the dyes inhibit the adsorption of the dyes. The effect of silk fiber on the Zeta potential after AF adsorption is small， and the effect on dye adsorption is low.

Key words：dyeing; homochromic levelling agent; homochromic equilibrium value; zeta potential; silk/nylon-6 fabric

真絲面料與人體貼合性好，是夏季衣物服飾的首選面料，但存在易褶皺，保形性差，易泛黃等缺點(diǎn)，使其服用壽命大大縮短。錦綸纖維具有楊氏模量低，強(qiáng)力大，耐磨性高等優(yōu)點(diǎn)。將真絲與錦綸交織，可以取長補(bǔ)短，大大提升面料的服用性能，且風(fēng)格獨(dú)特。但由于真絲與錦綸基本結(jié)構(gòu)單元、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、化學(xué)官能團(tuán)及其含量存在差異，導(dǎo)致酸性染料一浴法染色同色性很差[1-3]。已有文獻(xiàn)報(bào)道應(yīng)用合成單寧可改善真絲/錦綸交織物染色同色性[4-7]，同色機(jī)理為合成單寧對真絲和錦綸的防染作用不同所致，但并未深入研究造成防染作用差異的原因。

本文探討了合成單寧類同色勻染劑AF在真絲/錦綸交織物同色染色中的應(yīng)用性能，并從纖維表面電荷變化的角度分析其同色作用機(jī)理，具有較高的參考價(jià)值及生產(chǎn)指導(dǎo)意義。

1 試 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

實(shí)驗(yàn)材料：弱酸性紅NGW、弱酸性黃NGW、弱酸性藍(lán)NGW（達(dá)利中國有限公司）;真絲（電力紡，50 g/m2，達(dá)利中國有限公司）;錦綸6（120 g/m2，達(dá)利中國有限公司）;醋酸、醋酸鈉（均為分析純，杭州高晶精細(xì)化工有限公司）;同色勻染劑AF（芳香磺酸縮合物，達(dá)利中國有限公司，簡稱AF）;酸性固色劑雅克固M（上海雅運(yùn)公司）;陽離子固色劑HF-5（聯(lián)勝化學(xué)有限公司）。

實(shí)驗(yàn)儀器：DYE-24型可調(diào)向式打樣機(jī)（上海千立自動(dòng)化設(shè)備有限公司）;SF600+型Datacolor測色配色儀（美國Datacolor公司）;UVA-340型紫外可見分光光度計(jì)（上海珀金埃爾默儀器有限公司）;SurPASS固體表面Zeta電位分析儀（奧地利安東帕有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 染色方法

將相同質(zhì)量（均為0.5 g）的錦綸和真絲織物置于同一染浴中染色，以此方法模擬對錦綸/真絲交織物的染色。

染色處方：

染料/%（o.w.f） 1

同色勻染劑AF/%（o.w.f）x

pH值（以醋酸/醋酸鈉調(diào)節(jié)）y

浴比1∶50

升溫曲線如圖1所示。

1.2.2 同色勻染劑AF吸附實(shí)驗(yàn)

將等重（均為0.5 g）的錦綸和真絲織物分別置于相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的同色勻染劑AF溶液中發(fā)生吸附。

吸附處方：

同色勻染劑AF/%（o.w.f） x

pH值（以醋酸/醋酸鈉調(diào)節(jié)）y

浴比1∶50

升溫曲線如圖2所示。

1.2.3 固色工藝

固色處方：

雅克固M或HF-5/%（o.w.f）1

pH值（以醋酸/醋酸鈉調(diào)節(jié)）4

浴比1∶50

升溫曲線如圖3所示。

1.3 測試方法

1.3.1 染色K/S值及同色性平衡值K測試

K/S值測定用SF600-PLUS型計(jì)算機(jī)測色配色儀按規(guī)定進(jìn)行測試。每塊樣品在不同區(qū)域測試3次（正反面均測），取其平均值作為K/S值。測試條件：D65光源，10°視角。

同色性平衡值K是同浴染色錦綸與真絲K/S值的比值，如式（1），K越接近1，說明同色性越好。

K={（K/S）錦綸/（K/S）真絲} （1）

1.3.2 AF在纖維上吸附量測試

配制質(zhì)量濃度0.01，0.02，0.03，0.04g，0.05，0.06，0.07，0.08 g/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用UVA-340型紫外可見分光光度計(jì)分別測定各溶液在293 nm處的吸光度，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線確定殘液中AF質(zhì)量濃度，根據(jù)吸附前后處理液中AF質(zhì)量濃度差及纖維的絕對干燥質(zhì)量，計(jì)算AF在纖維上的吸附量。

1.3.3 Zeta電位測試

用SurPASS固體表面Zeta電位分析儀測定吸附同色勻染劑AF前后纖維表面的Zeta電位。測試條件為0.001 mol/L的KCl作為填充溶液，以醋酸調(diào)節(jié)填充溶液pH值為4，測試過程中的流速保持在80～90 mL/min。

1.3.4 耐洗色牢度測試

耐皂洗色牢度測試參照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)拖瓷味取愤M(jìn)行。用標(biāo)準(zhǔn)灰色樣卡評定試樣的變色牢度和貼襯織物的沾色牢度。

2 結(jié)果與討論

2.1 同色勻染劑AF質(zhì)量分?jǐn)?shù)對染色K/S 值及同色性的影響

分別用1%（o.w.f）的弱酸性紅NGW、弱酸性黃NGW、弱酸性藍(lán)NGW對真絲/錦綸交織物在pH值為4、85 ℃條件下進(jìn)行染色，同色勻染劑AF質(zhì)量分?jǐn)?shù)對染色K/S值及同色性平衡值K的影響如圖5所示。

從圖5可知，隨著AF用量提高，錦綸弱酸性紅、黃、藍(lán)NGW染色K/S值減少，真絲染色K/S值有所提高，K值逐漸降低，這是因?yàn)樵谌旧^程中，吸附到纖維上的AF可增加負(fù)電性，由于真絲上氨基含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于錦綸，因此AF主要對錦綸起阻染作用，對酸性染料上染真絲的影響較小，反而有更多的染料吸附在真絲上。當(dāng)AF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí)，真絲和錦綸的染色K/S值基本相等，K值接近1，出現(xiàn)交叉點(diǎn)。繼續(xù)增加AF用量，真絲K/S值會(huì)高于錦綸，K值小于1，同色性下降。

2.2 染色溫度對染色K/S值及同色性的影響

分別用弱酸性紅NGW、弱酸性黃NGW、弱酸性藍(lán)NGW對真絲/錦綸交織物在pH值為4、同色勻染劑AF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%條件下進(jìn)行染色，溫度對染色K/S值及同色性平衡值K的影響如圖6所示。

從圖6可看出，弱酸性紅、黃、藍(lán)NGW在較低溫度對真絲/錦綸交織物染色時(shí)，真絲K/S值高于錦綸，同色性較差;隨著溫度的升高，錦綸K/S值增幅高于真絲。導(dǎo)致兩種纖維色差逐漸縮小，當(dāng)染色溫度為85 ℃左右時(shí)同色平衡值K最接近1，同色性最好;進(jìn)一步提高溫度，錦綸染色K/S值超越真絲，同色性反而下降。

2.3 pH值對染色K/S值及同色性的影響

分別用弱酸性紅NGW、弱酸性黃NGW、弱酸性藍(lán)NGW對真絲/錦綸交織物在85 ℃、同色勻染劑AF質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%條件下進(jìn)行染色，pH值對染色K/S值及同色性平衡值K的影響如圖7所示。

由圖7可看出，弱酸性紅、黃、藍(lán)NGW在較低的pH值條件下染色，K/S值較高，這是因?yàn)樗嵝匀玖吓c真絲、錦綸纖維間存在離子鍵、氫鍵和范德華力作用。隨著pH升高，真絲、錦綸染色K/S值都呈逐漸下降趨勢，特別是當(dāng)染色pH值大于等電點(diǎn)（真絲等電點(diǎn)為3.5～5.2，錦綸等電點(diǎn)為5～6）時(shí)下降幅度更大。

從圖7還可知，當(dāng)pH值為4時(shí)，K值接近1，同色性較好;增加pH值，錦綸、真絲K/S值差距變大，同色性變差。

2.4 同色染色機(jī)理分析

染色溫度、pH值對同色勻染劑AF在錦綸、真絲上的吸附量及Zeta電位的影響如圖8和圖9所示。

由圖8可看出，50 ℃時(shí)真絲初始吸附量高于錦綸，這是因?yàn)槲催_(dá)到玻璃化溫度時(shí)錦綸大分子鏈段間縫隙較窄，阻礙了AF向錦綸內(nèi)部擴(kuò)散。隨著溫度逐漸上升，真絲和錦綸上AF吸附量逐漸增多，但錦綸增加幅度比真絲快，最終吸附量比真絲少，這是因?yàn)樵谌疽褐校S著溫度升高錦綸的膨化程度高于真絲，故吸附速率較快，但真絲本身空隙尺寸較大利于吸附，最終吸附量高于錦綸。

從Zeta電位上來看，雖然真絲對AF的吸附量高于錦綸，但由于真絲上氨基含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于錦綸，對AF陰離子起到了一定的電荷中和作用，因而真絲Zeta電位高于錦綸，無論是真絲上正電荷的減少還是錦綸上負(fù)電荷的增多，都有利于染料染色時(shí)的同色性。

由圖9可看知，隨著pH值逐漸增大，真絲和錦綸對AF的吸附量逐漸減小，這是因?yàn)槔w維負(fù)電性增加，對AF的排斥力逐漸增強(qiáng);另一方面，真絲和錦綸表面Zeta電位隨AF吸附量的減少而逐漸增大。真絲在AF最大吸附量時(shí)其表面Zeta電位仍能保持正值;錦綸上氨基正離子較少，不足以中和纖維上吸附的AF負(fù)離子，弱酸性條件下的Zeta電位仍為負(fù)值。當(dāng)pH為4時(shí)，兩種纖維間Zeta電位差值最大，即更利于染料的同色性染色。

2.5 染色牢度

酸性染料對真絲、錦綸織物的染色溫度大多在90 ℃以上，而真絲/錦綸交織物最佳同色溫度為85 ℃，降低溫度勢必會(huì)影響色牢度。為提高色牢度，選用陰離子固色劑雅克固M和陽離子固色劑HF-5對染色后真絲/錦綸交織物進(jìn)行固色處理，耐洗色牢度結(jié)果如表1所示。

從表1可知，未經(jīng)固色處理的真絲/錦綸交織物耐洗牢度均未達(dá)到3級。雅克固M固色處理后耐洗牢度由原來的2～3級提升至3級以上，這是因?yàn)殛庪x子固色劑上的磺酸基能和纖維上的氨基以離子鍵和氫鍵的方式結(jié)合，從而使帶負(fù)電荷的固色劑在纖維表面形成一個(gè)阻擋染料向外擴(kuò)散的薄膜或阻擋層[8];HF-5固色處理后牢度提升更明顯，變色及沾色牢度可達(dá)4級以上，這是因?yàn)殛栯x子固色劑能與染料及吸附在纖維上的AF成鹽結(jié)合，起到了良好的包覆作用，大大降低染料解吸，從而全面提高耐洗牢度。綜上所述，真絲/錦綸交織物宜選用HF-5作固色處理。

3 結(jié) 論

a）真絲/錦綸交織物染淺色時(shí)（染料相對織物重1%（o.w.f）），加入AF后同色性平衡值K接近1，同色效果良好。AF同色效率受濃度、溫度、pH值等條件約束，在AF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，染液pH值為4，染色溫度85 ℃條件下，真絲/錦綸交織物同色性最好;經(jīng)HF-5固色處理后耐洗色牢度可達(dá)4級以上。

b）AF在染液中與真絲、錦綸兩種纖維發(fā)生吸 附，錦綸吸附后其表面Zeta電位下降至負(fù)值，與染料間較大的排斥力阻礙了染料的吸附;真絲纖維吸附AF后對Zeta電位影響較小，對染料的吸附影響較低。

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