当前全世界纺织用纤维总量中,40是天然的,6O是人工制造的化学纤维,由于化学纤维存在着严重依赖日益枯竭的石油资源、不少品种在生产中污染环境、且舒适性不如天然纤维的致命弱点,所以近十几年来,新型的天然原料作为纺织纤维的趋势又在增长之中,将生物质纤维变成纺织原料已迫在眉睫。
我国的丝绸一直在世界上处于垄断地位。2000年我国蚕茧量为4O万t,白厂丝产量近6万t,占世界总产量的85。其中,桑蚕丝出口近4万t,占世界丝绸出口量的75,主导着国际市场形势。40万t/年蚕茧需要800万亩桑田,800万亩桑田一年至少有春、夏、秋三个季节可生产桑叶。每一季收获之后,为了保持桑树和土地的养分都要对桑树进行剪枝,即夏伐、冬整。以1亩桑田1000株、1株5~7根枝,每根枝0.35~O.5kg计算,每亩在2t左右,一年只以剪伐2次计算,1亩桑田剪下来的桑枝就有4t。南通蚕丝绸行业总会和南通市桑蚕指导站的开发专家经多次试验认为:桑树皮占桑条的15~2O,桑树皮占桑皮的10~3O,这样每亩桑田的废桑枝条可产桑皮纤维近100kg。按工业化生产再打个8折,还有8O。事实上,我国目前的桑田面积已接近3000万亩。桑皮纤维作为一种新型天然纤维素纤维,其性能符合现代生产和生活的需要,其开发与利用也符合当今世界纺织原料回归自然的潮流。
本文根据桑皮纤维的化学特性,对桑皮纤维的可染性进行研究。
1材料和方法
1.1实验材料和仪器
1.1.1实验材料
本研究中使用的桑皮纤维是以生物一化学联合脱胶法制取的桑皮纤维,其脱胶工艺流程为:桑树韧皮一经过浸润一水洗一生物酶沤制一沥水一碱煮一水洗一漂白一水洗一烘干。脱胶后的桑皮纤维特性如表1所示。
棉纤维(普梳),苎麻纤维(精干麻),活性艳红x一3B,活性艳红K一2G,活性翠蓝KN-G,活性艳红KE-3B,碳酸钠,硫酸钠。
1.12仪器
721型分光光度计、容量瓶、移液管、吸耳球、量筒、染杯、表面
1.2实验方法
1.2.1染色工艺
由于桑皮纤维属于纤维素类纤维,与麻类等天然纤维素纤维化学成分相类似。我们采用麻纤维常规染色工艺对其进行染色,以初步探索桑皮纤维的染色性能。在选择染料的时候,选择具有不同活性基结构的染料,配合相应的染色工艺。本文选用4种染料进行实验,4种染料分别是活性艳红x一3B,活性艳红K一2G,活性翠蓝KN-G和活性艳红KE-3B,分别属于活性X型、K型、KN型和KE型染料。由于结构属性不同,它们需要不同的染色工艺,特别是温度、碱度和浴比,以达到良好的上染效果。温度计测定被测染料溶液的最大吸收波长,并配置不同浓度的染料溶液,测定它们在最大吸收波长下的吸光度,然后每隔一定时间从染色残液中抽取一定量的染液经适当冲淡后测定其吸光度,从而计算出不同染色时间下的上染率。上染百分率的计算公式如下:
E(%)=(A0-A1)/A0×100%
式中E一上染百分率;A0一染色原液的吸光度;A1一一残液的吸光度。
2结果与分析
2.1桑皮纤维的上染率
采用残液法测得活性K-2G,活性X-3B,活性KN—G和活性KE-3B对桑皮纤维、棉、苎麻不同时间的上染率分别见表3~6。
根据表3、4、5和6,可得活性K一2G,活性X-3B,活性KN_G和活性KE-3B对桑皮纤维、棉、苎麻不同时问的上染速率曲线。
从图1可看出,在起初的15rain内,桑皮纤维的上染率与棉、麻的上染率接近,而随着时间的延长,棉、苎麻仍呈现上染趋势,而桑皮纤维的上染速率趋于稳定。类似的情况也反映在图4,即活性KE_3B的上染速率曲线上。说明这两种染料对桑皮纤维染色时,其初始阶段的上染速率与棉、麻相比,差距不大,但是后期上染速率会有相对明显的差距。
而图2和图3的结果显示的情况与上述两图稍有不同。自始至终,两染料对桑皮纤维的上染率与棉和苎麻相比较,差距都不是太大。
2.
从上述各上染速率曲线中,可以看到所选用的几种活性染料对桑皮纤维的上染率总体上都比对棉或苎麻的上染率稍低,但是具有很强的可比性。这可以充分证明桑皮纤维相对于活性染料的可染性。4种染料中活性X-3B和活性KN-G的上染率差距较小,而活性K一2G和活性KE-3B的上染率差距较大,原因之一可能是由于前两者分别属于低温和中温活性染料,而后两者都属于高温活性染料。说明在应用高温型活性染料对桑皮纤维染色时,最终的得色率会较低。另~方面,这一现象还可能与脱胶工艺效果和脱胶桑皮纤维的形态有关。
在本实验中脱胶桑皮纤维的残胶率为5.5,高于所选用的商用工艺苎麻纤维约2.8的残胶率。这个因素导致的得色率上的差距在高温型活性染料时表现得更加明显。由于脱胶工艺的不同,脱胶纤维的表面形态,如凹凸状态也不相同,以及桑皮纤维截面形态与棉及苎麻纤维都有一定的差距,都会影响染料的附着。
3结语
根据桑皮纤维的结构特点,对桑皮纤维采用了适合于纤维素纤维染色的活性染料进行染色实验,并与棉、苎麻纤维进行了对比,证明了桑皮纤维的可染性;同时针对染料的特性和不同脱胶工艺对桑皮纤维的外观形态的影响并进而对染色性能的影响,提出了进一步研究的方向。