HBP-HTC改性棉织物活性染料无盐染色

摘要:采用EPTAC(缩水甘油三甲基氯化铵)与HBP-NH2(端氨基超支化合物),自制端氨基超支化合物季铵盐(HBP-HTC)改性剂,并对棉织物进行阳离子改性。研究了HBP-HTC中季铵盐质量摩尔浓度、HBP-HTC溶液浓度、浸渍时间和温度等因素对改性棉织物活性染料无盐染色性能的影响,得到适合的改性工艺条件:EPTAC∶HBP-NH2=2∶1;用4g/LHBP-HTC的溶液于常温下浸渍处理30min,然后洗净。测试结果表明,改性棉织物采用活性染料无盐染色,可获得与未改性棉织物常规染色相当的K/S值和染色牢度。关键词:无盐染色;活性染料;阳离子改性;棉织物中图分类号:TS193.632 　文献标识码:A 　文章编号:1000-4017(2008)11-0005-030　前言在棉织物活性染料传统染色工艺中,需加入大量的盐,以提高染料的上染率和固色率。盐的加入会导致水质恶化,破坏生态环境,因此,活性染料无盐和低盐染色成为印染工作者致力解决的热点问题之一。其中,棉纤维阳离子化,是一种比较有效的途径。即通过化学结合或物理吸附,使阳离子化合物固着在纤维上,以提高染料的竭染率和固色率,减少甚至不使用无机盐。端氨基超支化合物(HBP-NH2)是一种高度支化,含有丰富端氨基和亚胺基的水溶性多分散聚合物。该化合物可通过范德华力、氢键等作用力与棉纤维结合,使棉织物的表面吸附部分端氨基超支化合物,提高染色性能,实现无盐染色。1　试验1.1　材料与试剂端氨基超支化合物季铵盐(HBP-HTC)以缩水甘油三甲基氯化铵(EPTAC)为改性剂,与HBP-NH2发生接枝反应而得,其分子结构见图1,制备配方见表1。纯棉漂白布(120g/m2,华芳集团);活性橙3R,活性黄3-GL,活性红3BS,活性蓝GG(台湾永光)。1.2　仪器LFY-304织物耐摩擦色牢度试验仪(山东

省纺织科学研究院);SW-12A型耐洗色牢度试验机(无锡纺织仪器厂);UltrascanXE测色仪(美国HunterLab公司)。1.3　试验方法1.3.1　棉织物HBP-HTC改性工艺将棉织物置于0~20g/L的HBP-HTC溶液中,于20~90℃浸渍处理5~180min,取出,洗净备用。1.3.2　活性染料染色工艺工艺处方/(g/L)活性染料/%(owf) 2.0NaCl60(无盐染色则不加NaCl)无水Na2CO320浴比1∶50染色升温曲线水洗后处理　加入3g/L皂片,于95℃皂煮5min,晾干。1.3.3　染色牢度试验耐摩擦色牢度　按GB/T3920—1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行;耐洗色牢度　按GB/T3921.3—1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度:试验3》进行。1.3.4　K/S值的测定在UltrascanXE型测色仪上测定试样的K/S值,采用10°视野,D65光源,试样折叠四层。2　结果与讨论2.1　棉织物HBP-HTC改性工艺优化2.1.1　改性剂配比对K/S值的影响提高EPTAC与HBP-NH2的投料比,可增加HBP-HTC分子结构中季铵盐支链的接枝率,见表1。分别采用4g/LHBP-NH2和不同投料比的HBP-HTC常温处理棉织物30min,水洗后用2%活性黄3-GL无盐染色,测试得色量,结果见图2。 由图2知,随季铵盐基团浓度的提高,HBP-HTC改性处理棉织物活性染料染色K/S值明显升高。随HBP-HTC中季铵盐含量增加,HBP-HTC上的正电荷增加,易被带负电性的棉纤维表面所吸附。另外,HBP-HTC分子量增加,与纤维的结合力增强,改性效果好,有利于提高棉织物的无盐染色性能。当上述投料比EPTAC∶HBP-NH2=2∶1时,HBP-NH2分子中的氨基已基本接枝完全,因此,投料比选为2∶1。2.1

.2　HBP-HTC浓度对棉织物染色性能的影响用不同浓度的HBP-HTC浸渍处理棉织物,其它工艺条件同上,结果如图3所示。由图3可知,棉织物经HBP-HTC阳离子改性后,其染色性能显著提高。由于HBP-HTC表面具有极其丰富的季铵盐基团,较低浓度的HBP-HTC溶液即可实现棉织物阳离子改性。当HBP-HTC浓度较高时,染色过程中吸附牢度较低的HBP-HTC反而会脱落,使染液中部分染料沉淀,造成染色后织物K/S值下降。因此,本试验选定HBP-HTC浓度为4g/L。2.1.3　浸渍温度对改性棉织物无盐染色的影响将棉织物置于4g/L的HBP-HTC溶液中,分别于20、60和90℃浸渍处理30min,水洗后染色,测试其染色性能,其结果见表2。从表2可以看出,低温处理对改性棉织物的无盐染色性能有利。这是因为棉织物对HBP-HTC是物理吸附,且为放热反应,提高温度不利于HBP-HTC在棉织物上的附着。因此,棉织物HBP-HTC的阳离子改性可选择在常温下进行。2.1.4　浸渍时间对改性棉织物染色性能的影响将棉织物置于4g/L的HBP-HTC溶液中,常温下浸渍处理5~180min,水洗,染色,结果见图4。图4中,延长浸渍时间,有利于HBP-HTC在棉织物表面的吸附,可提高改性棉织物的无盐染色性能。考虑到加工效率,选择浸渍时间为30min。在试验过程中发现,HBP-HTC溶液的pH值对改性棉织物无盐染色性能的影响不明显。2.2　棉织物HBP-HTC改性前后染色性能比较采用上述最优工艺条件对棉织物进行改性处理,选择了四种活性染料无盐染色,测试其染色K/S值和色牢度,并与未改性棉织物传统有盐染色进行比较,见表3。由表3知,HBP-HTC改性棉织物活性染料无盐染色,与未改性棉织物传统有盐染色相比,有相当或更高的K/S值,且耐摩擦色牢度、耐洗色牢度均令人满意。棉织物的阳离子改性往往会造成染后色光变暗

。如活性黄3-GL,其全波长K/S值曲线峰改变[10],如图5所示。由图5可以看出,HBP-HTC改性棉织物无盐染色后的K/S值,略高于未改性棉织物传统有盐染色;但其波峰发生了微小的变化,说明采用HBP-HTC对棉织物阳离子改性,会对棉织物活性染料染色的色光产生一定的影响,但影响较小。3　结论(1)采用HBP-HTC对棉织物进行阳离子改性,可以实现棉织物活性染料的无盐染色。与传统棉织物活性染料染色相比,其K/S值、色牢度指标均令人满意。(2)HBP-HTC中季铵盐质量摩尔浓度越高,对棉织物的改性效果越好,其最佳改性工艺条件为:4g/LHBP-HTC溶液,常温下浸渍处理30min。(3)如何减少处理时间,提高HBP-HTC在棉织物表面的附着量,以及解决无盐染色后色光变化,有待进一步研究。