对棉纤维化学改性,改进棉纤维对活性染料的染色性能,并可达到染色排水的清洁化,符合环保要求。本文选用改性剂聚环氧氯丙烷胺化物对棉织物进行改性处理。改性剂结构式如下:

该试剂易溶于水,具有良好的热稳定性。分子量较低,在预处理棉时易渗透纤维;含氮量适中,留有较多氯甲基反应性基团。在碱性条件下,纤维素离子为亲核试剂,该聚合物中的氯甲基能与亲核试剂反应,而且,碱性条件下聚合物的末端基团也能转化为环氧基与纤维素反应,纤维素与改性剂的反应性强。改性后染色时能大幅度降低纤维素纤维的负ξ-电位,用活性染料在无盐中性条件下染色,使染料上染百分率大大提高,染色残液中色素大大减少。

1.实验
　　1.1 材料及药品
　　21/21纯棉丝光平纹织物
　　聚环氧氯丙烷胺化物(东华大学提供);活性嫩黄K-6G、活性红K-2G、活性蓝K-R、活性红B-
　　2BF、活性黄B-4RFN、活性蓝B-2GLN;烧碱、二甲基甲酰胺。
　　1.2 仪器及设备
　　HH-S型恒温水浴锅、722型分光光度计、Y571B型耐摩擦色牢度仪;耐洗色牢度仪(自制);FA-
　　2004电子天平。
　　1.3 工艺流程
　　1.3.1 改性工艺
　　浴比1∶50,初始温度40℃,以2℃/min的速度升温至95℃,保温处理50min,取出水洗至中性。
　　1.3.2 改性后染色工艺
　　染料用量2%(owf),浴比1∶50,染色时间60min,K型活性染料的染色温度为90℃,B型活性染料的染色温度为65℃,染色后水洗、熨干。
　　1.4 试验结果的测定
　　1.4.1 上染百分率的测定
　　使用722型分光光度计,在所选用染料的最大吸收波长处测出染色前后染液的吸光度。按下式计

1.4.2 色强度K/S值的测定
　　用MSC-1型多光源分光测色仪测出织物最大吸收波长处8个点的反射率R值,根据库贝尔卡-蒙克公式〔K/S=(1-R)2/2R〕计算出色强度K/S值〔2〕

1.4.3 染色牢度的测定
　　耐摩擦色牢度:按国标GB/T3920-1997纺织品色牢度试验标准测试;耐洗色牢度:按国标GB/T3921.3-1997纺织品色牢度试验标准测试。

2 结果与讨论
　　2.1 改性剂用量对上染百分率的影响
　　棉织物在碱剂用量为6g/L,改性剂用量分别为4g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L的改性液中改性处理后,分别用活性红K-2G、活性红B-2BF染色,结果见表1。

从表1可以看出,碱剂用量不变时,随改性剂用量增加,染料的上染百分率提高。这是因为,随改性剂用量的增加,与纤维发生反应的改性剂量增加,因此上染到纤维上的染料量增多,染料的上染百分率提高。但改性剂用量从6g/L增大到8g/L,染料上染百分率变化不大,这可能是因为,改性剂分子与纤维大分子发生反应后,占据了纤维大分子间的空隙,阻碍了改性剂分子进一步扩散进入纤维内部,因此能与纤维发生反应的改性剂量是有限的,染料上染百分率的提高也是有限的。由此可以得出,改性剂的最佳用量为7g/L。
　　2.2 碱剂用量对上染百分率的影响
　　棉织物在改性剂用量为7g/L,碱剂用量分别为5g/L、6g/L、7g/L、8g/L的改性液中改性处理后,分别用活性红K-2G、活性红B-2BF染色,结果见表2。

由表2可以看出,改性剂用量不变时,随碱剂用量增加,染料的上染百分率提高,这是因为,改性剂与纤维素纤维的反应需在一定的碱性条件下进行,随碱剂用量的增加,与纤维发生反应的改性剂量增加,因此上染到纤维上的染料量增多,染料的上染百分率提高。但碱剂用量从7g/L增大到8g/L,活性红B-2BF的上染百分率变化不大,活性红K-2G的上染百分率不变。由此可以得出,碱剂的最佳用量为7g/L。
　　2.3 染色温度对上染百分率的影响
　　由表2可以看出,改性时改性剂和碱剂用量均相同,改性染色后,K型活性染料的上染百分

由表3可以看出,温度升高,染料的上染百分率提高,当温度升高到90℃,上染百分率达到99.6%,染色残液几乎无色。这是因为,温度升高,染料分子的热运动加剧,染色速率增加,半染时间减小,从而提高了在有限时间内的上染百分率。因此B型活性染料改性后染色的最佳工艺条件为工艺Ⅳ。
　　2.4染料—纤维键的验证
　　染料用量:活性红K-2G2%(owf)。
　　未改性织物90℃入染,染15min加盐促染,继续染45min,取出水洗;改性织物90℃入染,染60min,取出水洗。
　　取以上两种织物各一小块,分别置于两只试管中,加入适量的二甲基甲酰胺,置于水浴锅中加热沸煮3~5min。
　　水洗时,未改性的染色织物有大量的染料溶落到水洗液中,而改性后染色的织物几乎不掉色,这说明改性后染色织物上的浮色很少;织物放入二甲基甲酰胺中沸煮后,未改性的染色织物上的染料全部剥落,而改性后染色的织物上的染料不会剥落,这说明改性后染色不需加碱,染料就能与纤维发生键合反应。
　　2.5改性染色织物的染色性能
　　改性后的织物用K型、B型活性染料按照各自改性后的最佳染色工艺进行染色,染色后水洗,熨干,染色性能测试结果见表4、表5。

从表4可以看出,改性染色织物的色牢度优良,这是因为染料与纤维发生了键合反应。从表5可以看出,所用每种染料按照

3结论
　　(1)活性染料用量(owf)为2%时,可采用碱剂和改性剂用量均为7g/L的改性液改性,改性后采用无盐、无碱染色,常用K型活性染料和B型活性染料的上染百分率均能达到约99%,染色残液中无盐、无碱,几乎无染料,染色残液可循环使用。
　　(2)织物染色后,不需碱剂固色,染料就能与纤维发生键合反应,改性染色织物色牢度优良,匀染性好。染色后只需水洗即可,染色和水洗的污染负荷都很小,给棉织物的清洁染色奠定了基础。