鸡毛蛋白助剂改性大豆蛋白复合纤维的染色性能
冯仑仑,王雪燕
(西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安 710048)
摘 要:采用鸡毛蛋白助剂对大豆蛋白复合纤维进行改性,研究改性纤维活性染料染色性能。结果表明,鸡毛蛋白助剂改性的大豆蛋白复合纤维对活性染料的染色性能明显改善,上染百分率、固色率、染色牢度较未改性的纤维均有不同程度的提高,同时改性纤维的毛细管效应提高,使大豆蛋白复合纤维具有更好的亲肤性。
关键词:大豆蛋白复合纤维;鸡毛蛋白助剂;改性;活性染料;染色
中图分类号:TS193 文献标识码:A 文章编号:100321456 (2008) 1120013204
收稿日期:2008 - 05 - 04
作者简介:冯仑仑(1983 - ) ,男,在读硕士研究生,主要从事纺织品功能整理理论与技术的研究。
近年来,丝胶、丝素、甲壳素等生物蛋白助剂在纺织品加工中的应用引起了人们的极大兴趣,经此类助剂整理的织物能改善其染色及服用性能,主要集中在纤维素纤维的应用[1 ] 。目前大量废弃蛋白质如家禽的羽毛,家畜的毛还未被充分开发利用,这样不仅造成蛋白资源的浪费,而且污染环境,因此将废弃鸡毛蛋白有效再利用是非常有意义的。大豆蛋白复合纤维是一种人造蛋白质纤维,具有许多优良特性[2 ] 。本文将鸡毛溶解制成蛋白助剂,用来改性大豆蛋白复合纤维及织物,改善纤维的染色性能和服用性能,提高产品的档次。
1 实验
111 材料及仪器
鸡毛蛋白助剂:实验室自制;大豆蛋白复合纤维,01165 tex ×51 mm;大豆蛋白复合纤维P棉(棉经向、大豆蛋白复合纤维纬向) 平纹织物, 规格为:20 tex ×2 ,96 根P10 cm ×78 根P10 cm;大豆蛋白复合纤维平纹织物,114 根P10 cm ×110 根P10 cm ,纱线线密度18 tex ×2 ;交联剂KS -W611 ,陕西科信助剂有限公司。HH1S11 型电子恒温水浴锅,北京科伟永兴仪器有限公司;722 型光栅分光光度计,金坛市环保仪器厂;BS110S 型电子天平,北京多利斯天平有限公司;HC - TP11 - 1 型架盘药物天平,上海精科天平厂。
112 方法
工艺流程为:鸡毛蛋白助剂改性漂白处理的大豆蛋白复合纤维→水洗→活性染料染色→水洗→测试。鸡毛蛋白助剂交联剂改性大豆蛋白复合纤维工艺[3 —4 ] :大豆蛋白复合纤维先用30 %(owf) 的蛋白助剂在80 ℃条件下处理60 min ,再加入15 %(owf ) 的交联剂KS - W611 ,在80 ℃条件下处理30 min ,然后用85 ℃水洗10 min ,再充分水洗。
11211 染色工艺
染色处方: 活性红BPS 2 % (owf ) , NaCl 0 ～50 gPL ,Na2CO3 0～20 gPL , HAc 015～3 mLPL ,浴比1∶50[5 —7 ] 。
113 测试方法
11311 上染百分率
用722 型光栅分光光度计分别测定染色前、后染液在其最大吸收波长(λmax ) 处的吸光度值( A0 或Ai ) 。按下列公式[8 ] 计算上染百分率:上染百分率= (1 - nAiPmA0 ) ×100 %
式中: Ai 为染色残液稀释n 倍后的吸光度; A0 为染色原液稀释m 倍后的吸光度。
11312 固色率
剥色工艺: 皂粉2 gPL ,Na2CO3 2 gPL , 95 ℃×15 min ,浴比1∶30 。
用722 型光栅分光光度计分别测定原液和剥色残液在其最大吸收波(λmax ) 处的吸光度值( A0 Ax ) 。按下列公式计算固色率:固色率= 上染百分率- nAxPmA0 ×100 %
式中: Ax 为剥色后残液稀释n 倍后的吸光度; A0 为染色原液稀释m 倍后的吸光度。
11313 皂洗牢度
按照GBPT 392113 —1997 皂洗, 然后用GBPT250 —1984 和灰色色卡分别评定褪色与沾色牢度。
11314 毛细管效应
用20 cm(纬向) ×5 cm 的布条,测定30 min 后,水面上升的最低高度(cm) 。
2 结果与讨论
211 改性大豆蛋白复合纤维染色性能对大豆蛋白复合纤维进行鸡毛蛋白改性,分别改变染浴中NaCl 的用量、HAc 的用量、固色碱剂Na2CO3 的用量,改变染色温度和时间,对改性和未改性的大豆蛋白复合纤维进行染色,对比二者的染色性,研究改性纤维的染色性能。
21111 NaCl 用量对上染百分率的影响 按照11211 染色工艺,HAc 用量1 mLPL ,Na2CO3用量10 gPL ,改变NaCl 用量,在60 ℃下染色30 min ,再升温至80 ℃固色40 min ,染色后测上染百分率,改性纤维随NaCl 用量的增加,上染百分率有所增加,但增加不明显。而未改性的纤维随NaCl用量的增加,上染百分率显著提高。当NaCl 的用量为20 gPL 时,改性大豆蛋白复合纤维的上染百分率最大。改性后的大豆蛋白复合纤维中引入了羽毛蛋白分子,纤维表面含有更多的氨基,增加了纤维与阴离子染料之间的作用力,从而改善了纤维的染色性能,而要达到与改性纤维同样的上染百分率,未改性的大豆蛋白纤维染色时NaCl 的用量比改性的蛋白纤维染色NaCl 用量大。因此,改性纤维可以减少染色时NaCl 的用量,使染色成本降低,污染减小。当然,NaCl 的用量与染料的用量有直接关系,染料用量增加,相应地NaCl 用量也应增加。对于改性纤维来说,当染料用量为2 %(owf ) 时,NaCl用量确定为20 gPL 。
21112 HAc 用量对上染百分率的影响
按照11211 染色工艺,NaCl 用量固定为20 gPL ,固色碱剂Na2CO3 用量为10 gPL ,改变HAc 用量,在60 ℃下染色30 min ,再升温至80 ℃固色40min ,染色后测得上染百分率,HAc 对于改性和未改性纤维都有一定的促染作用,但在相同HAc 用量下,改性的大豆蛋白复合纤维上染百分率明显高于未改性的大豆蛋白复合纤维。主要是由于改性后的纤维结合了一定数量的蛋白质分子,在纤维上引入附加的氨基,当加HAc 染色时,氨基带正电荷,而染料呈负电荷,这样就增大了染料与纤维之间的静电吸引力作用,有利于染料上染。当HAc 用量为1 mLPL 时,改性纤维上染百分率最大。同时,改性纤维由于蛋白助剂的作用,也增加了染料与纤维之间的范德华力和氢键作用,更有利于染料的上染。由实验确定改性纤维HAc 最佳用量为1 mLPL 。
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