木棉纤维的阳离子改性及其染色性能

由图3可见,随着改性温度从25℃升至75℃,活性染料对改性木棉的上染率由76. 5%增大到86. 5%;再继续升高温度,上染率有所下降。其原因可能是当温度很低时,不能达到改性剂与纤维接枝的活化能,改性效果不明显;而温度太高时,改性剂水解加速,部分改性剂失效,改性效果亦变差。所以,改性温度以75℃为宜。

2. 1. 4　改性时间对上染率的影响

阳离子改性剂SA用量4% (owf),改性液pH值为12,于75℃改性处理不同时间,再采用活性染料染色,测得的上染百分率如图4所示。

由图4可见,改性时间从15min增加到45min,活性染料对改性木棉纤维的上染率略有提高;再延长改性时间,其上染率略有下降,说明改性剂在45 min内就能与纤维接枝反应完全。为此,确定改性时间为45min为佳。

2.2　改性对木棉纤维微结构和染色性能的影响

2. 2. 1　红外光谱分析

未处理和经8% (owf)阳离子改性剂SA于75℃处理45 min后木棉纤维的红外光谱图见图5。

图5(a)中, 3 342 cm-1处的吸收峰是—OH的伸缩振动吸收,是所有纤维素的特征谱带。在纤维素的红外谱图中,—OH峰的位置与分子间氢键的强弱有关。

分子间氢键越强,—OH峰向低波数方向移动;反之,—OH峰则向高波数方向移动。图5(b)中,阳离子改性木棉纤维—OH的伸缩振动吸收峰在3 417 cm-1处,与原木棉纤维相比,—OH峰向高波数方向移动,可见阳离子改性木棉纤维分子间氢键减弱。这可能是由于阳离子改性剂与纤维素发生反应,生成新的—OH基团,故还存在—OH的伸缩振动吸收峰,但是削弱了纤维素分子间氢键的作用,致使—OH峰向高波数方向移动。

由图5(a)和图5(b)还可以发现,阳离子改性后的木棉纤维在1 510~1 245 cm-1区域的吸收峰变小或消失。其中,1 377 cm-1和1 322 cm-1分别是纤维素及半纤维素的—OH弯曲振动吸收峰和纤维素的—OH平面内变形振动吸收峰。这是由于阳离子改性剂与纤维素发生反应,可发生弯曲振动和平面内变形振动的—OH减少。1 247 cm-1处是纤维素和半纤维素C—O—C的伸展振动吸收峰,阳离子改性后,这个吸收峰几乎消失,可能是由于—OH与阳离子改性剂反应后,降低了分子间氢键的作用,改变了超分子结构和结晶结构。

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