2.3虎杖天然染料染色
2.3.1虎杖天然染料染色工艺研究
2.3.1.1pH对染色效果的影响
配置5份染料浓度20%的染液对改性棉织物进行染色,用冰乙酸和碳酸钠调节各染液的pH分别为4.01、5.02、6.03、7.01、9.01,染色温度100℃,结果如表6。
从表6中可以看出，染液PH在4~7范围内，各染色织物的K/S值相差不大,随着pH值进一步增大,K/S值有减小的趋势。分析认为染液pH的增大,弱化了阳离子改性棉织物的正电效应,抑制了阴离子染料对它的上染,从而降低了染色织物的K/S。同时随着pH值的增加,a*逐渐增大,b*逐渐减小,即染色织物的红光逐渐增大,染色的黄光逐渐减小。其原因是在中性、碱性介质下染料苯环上的羟基电离加剧,发生深色效应。由图1可知,当染液pH大于7时，最大吸收波长会发生红移，染料颜色发生改变。综合考虑染色pH值选择4.0~6.0。
2.3.1.2温度对染色效果的影响
配置5份染料浓度20%的染液对改性棉织物进行染色,用冰乙酸调节各染液的pH值为6.0,分别在温度为60、70、80、90、100℃条件下进行染色,结果如表7。
从表7的实验结果可以看出,K/S值随着染色温度的增加而增大,虎杖天然染料具有较好的热稳定性,随着温度的升高,纤维和染料分子运动加剧,单位时间内上染到棉纤维上的染料增多,因此染色温度以100℃为最佳。
2.3.1.3NaCl对染色效果的影响
从图3中可以看出,对于未改性棉织物,随染液中食盐用量的增加K/S也随之增加,这是由于棉织物在溶液中带负电荷,虎杖天然染料与其排斥力较大,NaCl加入后,部分Na+吸附在棉织物上,使其表面的负电荷减少,降低了与染料之间的排斥力,NaCl起到了促染作用。而对于改性棉织物,随着食盐用量的增加,染色织物的K/S变化不大,当用量大于3g/L后,随着食盐用量的增加反而有一定的减少,表明食盐对阳离子棉染色起缓染作用。改性棉织物带正电荷,食盐在溶液中能电离出Cl-,因此其与染料阴离子发生竞染作用,起到缓染作用,因此在染色过程中可以加入一定量的NaCl以改善匀染性。
2.3.染色织物的色牢度
染色织物的色牢度的测定结果见表8.由表8知，棉织物改性后原样变色牢度、白棉沾色和毛布沾色牢度都有所提高。原因是虎杖天然染料和未改性棉纤维之间的结合力主要为氢键和范德华力,而其与改性棉织物之间的结合力除了氢键、范德华力之外,还形成了结合力较强的离子键。
3结论
a)虎杖天然染料提取的最佳工艺:5g/L的促进剂ZS-1、温度100℃、物料比1∶30、时间2h。虎杖天然染料溶液最大吸收波长在pH值3~6范围内无明显变化,pH值调节至中碱性后,溶液最大吸收波长发生红移,颜色由黄变红。
b)棉织物改性最佳工艺:改性剂浓度10%(owf),NaOH用量10g/L,温度80℃,时间30min。通过对比改性与未改性棉织物的红外光谱图差异,结果表明棉织物与阳离子改性剂之间发生了反应。
c)虎杖天然染料对改性棉织物最佳染色工艺为pH值4.0~6.0、温度100℃、时间60min、NaCl用量5~10g/L。棉织物经改性后,虎杖天然染料对其染色的K/S明显增大。
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