牛奶蛋白纤维以牛奶为原料,经分离、提纯后得到蛋白质,再与聚乙烯醇缩甲醛接枝共聚而成,属蛋白质纤维。牛奶蛋白纤维集天然纤维(棉、麻、毛、蚕丝)和化学纤维的优点于一体,不仅具有化学纤维强度高、收缩小、防霉和防蛀的性能,又具有天然纤维柔软、亲肤、吸湿和透气等优点。蛋白质与聚乙烯醇缩甲醛聚合后固化,失去了原有的可溶性,在高温环境中,其分子结构紧密,水中软化点高而不溶于水。由于蛋白质分子多肽链之间以氢键相结合,分子中含有大量易与水结合的氨基、羟基、羧基等基团,从而使纤维具有良好的吸湿性和透气性。另外,牛奶蛋白纤维含有多种人体必需的氨基酸,与人体皮肤的亲和性好,具有良好的保健性。

如前所述,牛奶蛋白纤维中含有羟基、氨基、羧基等极性基团,可采用酸性染料和活性染料染色。本试验采用含α-溴代丙烯酰胺基的Lanasol(兰纳素)染料(Ciba公司),它具有反应性高、固色率高、色泽鲜艳、耐晒和湿牢度好等特点。本文就染色工艺参数对牛奶蛋白纤维染色性能的影响作较为系统的分析和探讨。

1试验仪器

1.1材料与药品

纤维牛奶蛋白纤维(蛋白质含量30%、PVA含量70%)

试剂硫酸亚铁、氢氧化钠、助洗剂、硅酸钠、双氧水、渗透剂JFC、醋酸、元明粉、氨水、匀染剂Albegal B(均为分析纯或化学纯)

染料Lanasol(兰纳素)红5B,黄4G,蓝8G201

仪器WSD23X型白度仪,723型分光光度计,SW212A型耐洗色牢度试验仪,Y7512A型摩擦色牢度试验仪,YG001A型电子单纱强力仪

1.2工艺

1.2.1前处理

洗涤牛奶蛋白纤维特别细,皮层结构紧密,且在制造过程中吸附了大量的表面活性剂。为便于染色时染料的吸附和扩散,可在温度70℃、pH值7.5～8的条件下,加洗涤剂处理15～20 min,以洗除纤维表面粘附的表面活性剂,膨润纤维表面皮层。

漂白由于牛奶蛋白纤维本身含有米黄色色素,在染浅色时,需先漂白,以获得较好

具体工艺:

(1)亚铁盐预处理FeSO4用量20%(owf),温度70℃,pH值4～5,预处理35 min。

(2)氧化漂白双氧水25 g/L,硅酸钠4 g/L,渗透剂JFC 2 g/L,pH值8～9,浴比1∶50,80℃处理60 min。

1.2.2活性染料染色

采用浸染方式,浴比1∶40,匀染剂Albegal B1%,染料1.5%(owf),用醋酸调pH值。40℃始染,染10 min后加入元明粉,再将染浴温度升至规定温度,染色60 min。

1.3测试方法

1.3.1上染百分率的测定

用分光光度计测定最大吸收波长处染液的吸光度,计算上染百分率。

式中:Di———染色一定时间时染液的吸光度;

D0———空白染液的吸光度。

1.3.2白度测定

在WSD23X型白度仪上进行测定。

1.3.3固色率测定

用洗涤法测定活性染料固色率。

1.3.4色牢度测定

耐洗色牢度按GB/T 3291.3—1997,在SW212A型耐洗色牢度试验仪上测定后评级;摩擦牢度按GB/T3290—1997,在Y7512A型摩擦色牢度试验仪上测定后评级。

1.3.5强力测定

在YG001A型单纱强力仪上测定单纱强力。

2结果与讨论

2.1双氧水漂白对纤维性能的影响

硫酸亚铁预处理和双氧水漂白对牛奶蛋白纤维强力、断裂伸长率及白度的影响见表1。

表1牛奶蛋白纤维漂白前后的纤维性能和影响

由表1可以看出,漂白后牛奶蛋白纤维的白度明显提高,基本消除了染浅色时对色光和颜色鲜艳度的影响;但是牛奶蛋白纤维的断裂强度及断裂伸长率有不同程度的下降。这主要是双氧水与亚铁离子共同作用造成的。在亚铁等金属离子存在下,双氧水会发生迅速而复杂的分解,生成各种自由基,如HO·,它们对色素虽有破坏作用,但也会造成纤维损伤。另一方面,纤维上存在的亚铁离子,会使纤维局部发生强氧化反应,使纤

2.2牛奶蛋白纤维的染色因素分析

纺制牛奶蛋白纤维时,采用牛奶蛋白质与聚乙烯醇以15～60∶85～40的比例配料接枝共聚而成。兰纳素活性染料中含有溴丙烯酰胺基,在染色过程中会产生乙烯砜基,其双键易与纤维发生加成,从而达到上染的目的。此外,牛奶蛋白纤维中含有的-NH2、-OH、-COOH、-SH等基团,能与兰纳素活性染料形成酰胺键、亚胺键和醚键等共价键,因此染料与纤维间的结合较稳定。牛奶蛋白纤维染色的关键在于匀染和提高固色率,并充分洗净未固着的染料,使染色成品具有优异的耐洗性。

2.2.1匀染剂Albegal B用量

活性染料染羊毛时,为防止染料与纤维过早反应,达到匀染的目的,需要选用适当的匀染剂,这类匀染剂大多数是由季铵盐与聚氧乙烯醚合成。本试验采用汽巴Albegal B匀染剂。匀染剂的用量与染色深度有关,染色深度增加时可相应增加Albegal B的用量。当染料用量<2%(owf)时,加入1%(owf)Albegal B;当染料用量>2%(owf)时,加入2%(owf)的Albegal B。