微波是一种电磁波,对陶瓷、玻璃、塑料等具有可穿透性,但对金属具有反射性.微波加热具有选择性,对自身具有极性的物质(如水、含水物质、脂肪等)有深层的加热作用,可使物体迅速升温.加热时,只是使被加热的物体升温,周围的空气和装置除由于物体本身的热传导和空气对流加热外不会被微波加热,热损失少.热效率高.微波加热时被加热物质的内外分子可同时发生共振,内外一起加热,处理效果很均匀.微波对极性的水、染料及助剂分子也有作用,可加快分子的振动,加快染化料的溶解及其向纤维内部的扩散.同时微波使一些反应的活化能降低,使其原来按传统加热方式需较长反应时间的反应时间缩短.[1-2]
虽然微波处理技术在印染行业中仅得到了初步的应用,但已显示出明显的优越性:加热速度快、均匀、有选择性,节能高效,易于控制、便利.[3]
在我国化纤工业中,仿毛型织物主要以腈纶为主要原料.腈纶外观蓬松、手感柔软,具有良好的耐光、耐气候性,其弹性和保暖性可以和羊毛媲美,腈纶的优良性能使其在服装、服饰、产业领域具有广泛的应用.[4]腈纶纤维或织物的染色通常采用浸染方式,而且在染色温度低于其玻璃化温度时,染料几乎不上染,整个染色周期长,能源消耗大.研究微波技术在腈纶染色中的应用具有重大的现实意义.
1试验
1.1材料及仪器
织物:腈纶织物(12针单面,编织);试剂及染料:醋酸、醋酸钠、匀染剂1227、阳离子红FBLS、阳离子蓝X-BL、阳离子嫩黄X-8GL.
仪器:722N可见光分光光度计(上海精密科学仪器有限公司),P70D20TL-D4微波炉(额定输出功率为700W,发射频率为2450MHz,佛山市格兰仕微波炉电器有限公司),FC204电子天平(上海精科天平仪器厂),电热恒温水浴锅(北京市永光明医疗仪器厂),断裂强力仪(山东纺织科学研究院),Y172型哈氏切片器,XS-212型生物显微镜.
1.2染色工艺
1.2.1腈纶常规工艺(水浴锅加热)染色[5]
上染曲线:
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染色配方:织物1g,阳离子染料1%(owf),醋酸0.25g/L,醋酸钠0.1g/L,匀染剂12270.05g/L,浴比1∶40.
1.2.2微波加热染色
工艺流程:织物润湿→微波染色→水洗→晾干→测色.
染色配方:阳离子染料y%(owf),醋酸0.25g/L,醋酸钠0.1g/L,匀染剂1227 0.05g/L,浴比1∶20~1∶100.
1.3测试
相对色深(Str值):采用SF600XDatacolor测色光谱仪测试.
上染百分率:用紫外分光光度计在最大吸收波长处测定染色前后染浴的吸光度,按公式计算上染百分率=(1-A1/A0)×100%,式中:A0为原液吸光度;A1为染色后残液的吸光度.
摩擦牢度:参照GB/T3920-2008测定.
耐洗色牢度:参照GB/T3921-2008实验方法C(3)进行皂洗牢度变色测试.
断裂强力:参照GB/T3923-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长的测定条样法》测试.
2结果与讨论
2.1微波加热的水浴温度
从表1可知,加热时间相同,微波炉火力越大水温越高,若采用中火以上火力,水温很快就会达到100℃;需要加热的水量越大,水温达到100℃所需的时间越长.因此,采用微波进行染色时,必须根据染色液的体积选择合适的微波火力及加热时间.
表140mL或300mL水在不同微波火力加热不同时间的水浴温度(℃)
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