张德锁,林红,张峰,陈宇岳 (苏州大学材料工程学院,江苏苏州215021)

    摘要:超支化合物是一类具有特殊结构和性能的聚合物,合成简便,价格低廉,具实用价值,采用端氨基超支化合物季铵盐(HBP-HTC,表面富含季铵盐阳离子)对真丝织物进行阳离子改性处理,研究了改性后真丝织物的活性染料染色性能.结果表明:经HBP-HTC改性的真丝织物在无盐促染下有效地提高了活性染料的上染能力,并且获得了较好的匀染性,但对其色牢度和色光略有影响.

    关键词:HBP-HTC;真丝织物;活性染料;性能

    中图分类号:TQ314.24+6文献标识码:A文章编号:1004-0439(2008)08-0020-03

    目前,真丝绸高牢度染色几乎都是采用活性染料染色.活性染料色谱齐全,色泽鲜艳,价格低廉,染色性能优良,受到人们的喜爱.但现有的活性染料的亲合力不高,为提高活性染料对真丝绸的上染率和固色率,必须加入大量无机盐来促染.大量无机盐的加入,提高了染料利用率,减少了废水中染料的含量,但无机盐对环境的影响日益严重.因此,减少活性染料染色时无机盐的用量一直是印染业的重要课题之一.[1]树状大分子和超支化合物是一类有特殊结构和性能的聚合物[2],

    在纺织上的应用研究才刚刚开始.[3]超支化合物合成简便,价格低廉,更具实用价值.前期研究中已成功制成了表面富含氨基和亚氨基的端氨基超支化合物(HBP-NH2),并将其用于棉织物的活性染料无盐染色,结果令人满意.[4-5]为了进一步拓展端氨基超支化合物的性能,对其进行端基改性,制备了端氨基超支化合物季铵盐(HBP-HTC).[6]本文利用自制的HBP-HTC对真丝织物进行改性处理,并研究改性后织物的染色性能.

    1实验

    1.1材料与仪器

    织物:真丝电力纺.染料:兰纳素活性染料(橙RG;蓝3R;红CE;金黄CE-01).药剂:硫酸钠(Na2SO4)、无水碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钠、盐酸、乙酸(均为分析纯);HBP-HTC[自制,m(EPTAC)∶m(HBP-NH2)=2∶1].

    仪器:756MC型紫外可见分光光度计;UltrascanE型测色仪(美国HunterLab公司);HD500型水浴振荡器;实验室小轧车;PHS-3C型精密pH计;SW-12A型耐洗色牢度试验机;Y571B型摩擦色牢度仪.

    1.2真丝织物改性

    采用5 g/L HBP-HTC溶液对真丝织物进行改性处理,浴比1∶50,100℃,浸渍3 min,两浸两轧,轧余率100%,水洗后待染.

    1.3活性染料染色

    染液配方:活性染料2.0%(owf);Na2SO440 g/L;Na2CO310g/L;浴比1∶50;pH=6.染色升温曲线:

    1.4测试

    样品表面色深(K/S)值、色光(L*、a*、b*、C*)采用测色仪测量,10°视野,D65光源,试样折叠4层;上染率E=[(A0-At)/A0]×100%,其中A0为染色前染液吸光度,At为染色后残液吸光度;固着率F=[(K/S)1/(K/S)0]×100%,其中:F表示和纤维键合的染料占上染到纤维上染料总量的百分数,(K/S)0、(K/S)1分别为皂煮前后织物的表面色深;总固着率T=E×F×100%,表示与纤维键合的染料占投入染浴中染料总量的百分数;耐摩擦色牢度按GB/T 3920-97测试;耐洗色牢度按GB/T 3921-97(方法一)测试;匀染性:在测色仪上对染色样品均匀取样,在各部位随机测定20个点的K/S值,计算其标准偏差.

    其中,λ为其最大吸收波长,并以σλ数值的大小来评定其匀染性.

    2 结果与讨论

    2.1 HBP-HTC改性真丝织物的上染性能

    为研究HBP-HTC改性真丝织物的活性染料上染性能,采用兰纳素活性金黄CE-01对改性前后的真丝织物进行竞染法染色(即改性和未改性织物在同一染浴中染色).由图1可知,对于未改性真丝织物,在有Na2SO4促染的情况下,获得了比无Na2SO4促染时更高的K/S值,表明无机盐在活性染料常规染色中对提高上染率很重要.无论有无Na2SO4或Na2CO3促染,改性真丝织物均获得了远大于未改性真丝织物的K/S值,这说明在竞染过程中,由于HBP-HTC的改性,使真丝织物富含大量季铵盐阳离子,提高了阴离子染料分子上染的直接性,从而获得了较好的上染性能.Na2CO3的主要作用是调节染浴的pH值,使染料分子在碱性条件下与纤维发生化学反应,形成牢固的共价键结合.所以,在真丝织物活性染料染色中,可以考虑通过HBP-HTC对真丝织物进行改性处理来减少染色过程中Na2SO4的用量,甚至实现无盐染色.

    2 HBP-HTC改性真丝织物无盐染色的适用性

    由表1可知,改性真丝织物均获得了更高的K/S值和上染率,对染料的固着率均低于未改性真丝织物.原因是在固色过程中,染料分子与改性剂HBP-HTC中少量氨基进行多次加成和取代反应[7],形成牢固的共价键,降低了与纤维中氨基反应的概率,在皂煮过程中易于从织物上脱落下来.对大部分染料,改性真丝织物的总固着率均高于未改性真丝织物.综上所述,改性真丝织物活性染料无盐染色具有广泛的适用性.

    2.3 HBP-HTC改性真丝织物的色牢度

    表2显示,改性前后的真丝织物均获得了较好的干、湿摩擦牢度和耐洗牢度,与未改性真丝织物相比改性真丝织物部分染料个别色牢度略有下降.这是由于HBP-HTC带有大量正电荷,与带负电荷的真丝纤维相互结合,导致与HBP-HTC共价结合的染料分子在皂煮时不能完全脱落,而这部分通过HBP-HTC与真丝纤维以离子键间接结合的染料分子牢度不如直接与真丝纤维共价键结合的染料分子,表现为色牢度略有降低.

    2.4 HBP-HTC改性真丝织物染色的匀染性

    由表3可知,改性前后的真丝织物匀染性相当.原因是超支化合物结构和性能独特(HBP-HTC大分子呈椭球形),分子链不易缠结,且季铵盐的溶解性优异,使其在溶液中具有良好的分散性,能够均匀地渗透到纤维内部.

    2.5 HBP-HTC改性真丝织物染色色光的变化

    改性和未改性真丝织物染色色光比较见表4.

    由表4可知,改性真丝织物染色后a*增加,L*、b*、C*减少,表明经HBP-HTC改性后染色明度变暗,色光偏红、偏蓝,彩度略有下降.

    3结论

    (1)利用HBP-HTC对真丝织物进行改性处理可以在无盐促染下有效提高活性染料的上染能力.

    (2)与未改性真丝织物相比,HBP-HTC改性真丝织物个别色牢度略有降低,匀染性相当,色光略有变化.

    参考文献:

    [1]谢孔良,孙燕.活性染料无盐染色技术研究进展[J].纺织导报,2005(7):78-82.

    [2]GAO C,YAN D.Hyperbranched polymers:from synthesis to applica-

tions[J].Progress in Polymer Science,2004,29:183-275.

    [3]张德锁,张峰,林红,等.树状大分子和超支化聚合物在纺织上的应用[J].江苏纺织,2007(11):37-38.

    [4]ZHANG F,CHEN Y Y,LIN H,et al.Synthesis of an amino-terminated

hyperbranched polymer and its application in reactive dyeing on cot-

ton as a salt-free dyeing auxiliary[J].Coloration Technology,2007,123:

351-357.

    [5]张峰,陈宇岳,张德锁,等.NBP-NH2改性棉织物活性染料无盐染色[J].印染,2007,33(17):1-4.

    [6]张德锁,张峰,林红,等.端氨基超支化合物季氨盐制备的可控性研究[J].印染助剂,2008,25(1):13-15.

    [7]王海峰,邵建中,王光明.兰纳素染料在真丝上的应用探讨[J].丝绸2005(1):38-40.

    来自：中国印染化学品网  作者：网络管理员