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羊毛低温染色方法与机理(一)

来源:印染在线 发布时间:2010年04月29日

展义臻 ,赵雪,王炜羊毛纺织品以其华贵高雅、穿着舒适的天然风格而著称,尤其是羊绒有着“软黄金”之美名。羊毛在染色过程中,由于羊毛纤维外表存在疏水性的致密鳞片层,阻碍染料对羊毛纤维的吸附和向内部扩散,因此羊毛一般在98 ℃的高温条件下染色,这样可提高染料的扩散速率。但是高温染色不仅耗能大,增加了成本,而且使羊毛遭受热和化学药剂的作用,引起羊毛泛黄,影响纤维的手感、光泽、鲜艳度,使其强力下降,破坏羊绒优良的天然品质。因此研究和推广羊毛低温染色方法具有重要意义。

1 溶剂添加法染色使用有机溶剂苯甲醇、苯乙酮和百里酚等,使用1:2型金属络合染料或弱酸性染料可在80 ℃~90 ℃染得中、浅色。染色方法的机理为:①由于1:2型金属络合染料和弱酸性染料的疏水性/亲水性比值较大,低温时易形成聚集体,有机溶剂的加入使染料的聚集倾向减弱,因而单分子状染料浓度增加,有利于染料向纤维内的扩散;②由于有机溶剂的加入,使羊毛纤维,特别是鳞片层受到溶胀作用,纤维结构变得较为松弛,从而加大了染料向纤维内部扩散的速度;③有机溶剂在纤维表面形成溶剂层,染料易溶于此溶剂层中,从而改变了染料在纤维上和溶液中的分配关系。添加有机溶剂的方法,由于费用较高,且80 ℃也难以染得深色,所以实际推广应用较困难。

2 甲酸法染色甲酸法染色主要有2种方法:一种方法是使羊毛在75% 的甲酸溶液中于60 ℃处理2 min;或用8 5%的甲酸于50 ℃将羊毛处理5 min,这样采用酸性染料可在8 5 ℃以下对羊毛染得浅、中色。另一种方法是直接在70% ~85% 的浓甲酸中于30 ℃染色。染色方法的机理为:①甲酸可以不同程度地剥除羊毛的鳞片,去除羊毛中不稳定的脂类化合物等;②由于甲酸对氢键有破坏作用并有水合作用,在羊毛纤维中有较高的膨润压,使羊毛发生膨化,有利于染料的扩散;③甲酸对羊毛纤维中非角蛋白质类细胞间的粘合

物有溶解作用,从而形成了染料进入纤维内部的通道;④甲酸介电常数较大,羊毛纤维中的盐式键易于电离,另外染料在甲酸中不易发生聚集。甲酸法染色因甲酸耗量过大,对设备有较大腐蚀作用,而且只能染中、浅色,并容易造成染色不匀,所以也未能推广应用。但甲酸法对于剥除纤维表面鳞片有较好功效,如果用98%的甲酸于107 ℃回流处理羊毛,30 m in 可将鳞片剥除70% ,然后再加超声波振荡处理35 m in~40 m in,则可将9 0% 以上的鳞片剥除。

3 乙二醛/ 双氧水法染色用0.04 mol/0.1 mol的乙二醛/H 2O2以酸性染料染羊毛,可在8 0 ℃的这种混合液中完成。染色方法的原理为:①乙二醛/H2O2 的体系中,两者反应产生H O 自由基,从而引发羊毛大分子上的- OH 、-NH2 形成自由基,使羊毛表面高度活化,吸附染料速率大大加快;②羊毛纤维中的磺基丙氨酸由0.57%增加到1.41% ,羊毛纤维中可能发生二硫键断裂,使羊毛鳞片层、皮质层变得疏松,有利于染料向纤维内部扩散;③由于乙二醛和H2O2发生反应,生成甲酸,温度越高,释出甲酸量越大,染浴pH 值下降,使染色速度加快。


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