自制偶氮染料滌綸織物染色實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

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摘要:分散染料是需要在分散劑作用下，在水中呈高度分散形態(tài)的染料，適用于合成纖維的染色，新型雜環(huán)偶氮染料的開發(fā)，特別是針對性改進(jìn)分散染料色牢度和色光鮮艷度，發(fā)展高強(qiáng)度分散染料是新的發(fā)展趨勢。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用一種自制的雜環(huán)偶氮染料，通過滌綸織物染色實(shí)驗(yàn)來表征該染料的染色性能。通過該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練學(xué)生掌握染色及性能表征的方法。

關(guān)鍵詞:偶氮染料;滌綸;染色;色牢度

分散染料根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)主要分為三類:偶氮分散染料、蒽醌型分散染料、雜環(huán)結(jié)構(gòu)分散染料［1］。偶氮染料易于合成，在工業(yè)化染料中占據(jù)重要地位，大部分偶氮染料廢水直排會(huì)降低水體透光率，影響光合作用，從而破壞生態(tài)系統(tǒng)［2］;一部分偶氮染料在還原條件下會(huì)分解產(chǎn)生具有致癌、致畸和致突變作用的芳香胺［3］;由于偶氮染料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐酸耐堿性強(qiáng)，很難通過自然降解［4］。蒽醌類的分散染料合成步驟復(fù)雜，染料所需的原料對環(huán)境的污染較大且難以自行降解［5］。替代產(chǎn)品主要是圍繞生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化、環(huán)保型染料及新型染料研究開發(fā)新的雜環(huán)偶氮染料［6］。

1實(shí)驗(yàn)部分

1．1實(shí)驗(yàn)儀器及材料

主要儀器:ECODYER全能試色機(jī)，廈門瑞比;HH－S6型電加熱恒溫水浴，北京科偉永興;Datacolor－650計(jì)算機(jī)測色配色儀，美國Datacolor－650;Y571L型摩擦色牢度儀，萊州電子儀器;GM－4型皂洗色牢度儀，東莞市格美檢測。材料及藥品:平紋滌綸機(jī)織布，市售;雜環(huán)偶氮染料，自制;皂粉，上海標(biāo)準(zhǔn)化研究所;木質(zhì)素、高溫勻染劑、亞甲基雙萘磺酸鈉(NNO)、保險(xiǎn)粉、氫氧化鈉、碳酸鈉、冰乙酸，皆為分析純，成都科龍。

1．2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

(1)聚酯紡織物分散染料高溫高壓染色。(2)染料染色性能表征:將待測織物折疊成6層，然后用Datacolor－650測配色儀在不同位置測試3次，測量平均值為織物的K/S值。參照GBT3920－2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窐?biāo)準(zhǔn)，測試干摩擦、濕摩擦染色牢度［7］。將染色滌綸布樣品分成大小4cm×10cm，夾在大小一致的純棉織物與未染色滌綸織物之間，固定后用于皂洗。皂洗工藝為:皂粉5g/L、碳酸鈉2g/L、溫度60℃、皂洗時(shí)間30min。結(jié)束后用清水洗并烘干，比對色卡可評價(jià)其耐皂洗牢度。

2染色實(shí)驗(yàn)

2．1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

(1)織物前處理:裁剪五塊5cm×25cm大小的滌綸布，加入適量洗滌劑進(jìn)行洗凈晾干并編號，分別稱重。(2)自制偶氮雜環(huán)染料:2－氨基苯并噻唑經(jīng)重氮化反應(yīng)，與苯酚偶合反應(yīng)制取，再經(jīng)重結(jié)晶后干燥備用［8］。染料經(jīng)紅外光譜表征［9］，主要成分如圖1所示。

2．2染液配比

染液浴比為1∶50，稱量每塊布的重量，染料用量是織物重量的3%，使用的染色助劑如下表1所示。

2．3染色方法

(1)高溫高壓染色:該染料采用高溫高壓染色法，按表1加入染色助劑，用H－12F型ECODYER全能型試色機(jī)對純滌綸平紋織物染色，按2℃/分的速度升溫到130℃，染色一小時(shí)，開始降溫，當(dāng)溫度降到70℃時(shí)取出織物［10］。具體工藝曲線如圖2所示。(2)還原清洗:采用保險(xiǎn)粉2g/L，NaOH2g/L，浴比1∶50，工藝曲線如圖3所示［11］?？椢锝]在還原清洗液中，在恒溫水浴中升溫至80℃，并清洗10min。(3)酸洗:配置1g/L的醋酸溶液，按浴比1∶50取液，在60℃恒溫水浴，酸洗10min［12］。

3結(jié)果與討論

3．1染料的K/S值

K/S值中，K表示色料吸收系數(shù)，S表示色料散射系數(shù)，K/S表示染色深度。染料經(jīng)測試的K/S值較低，表明染料的染色深度一般［13］。L*表示亮、暗，a*表示紅、綠，b*表示黃、藍(lán)［14］，由表2可知，L*、b*比較高，布條顏色為明亮的黃色，染料色光鮮艷。2號與3號布樣檢測結(jié)果表明，相較其余兩種染色助劑，木質(zhì)素的加入量不同，對應(yīng)染色結(jié)果變化相對較明顯。

3．2染料各項(xiàng)牢度測試

從表3可以看出，各染色試樣的耐干、濕摩擦牢度，耐皂洗牢度都較好，綜合分析上述測試色牢度值，以4號布最好，2號布最差，說明高溫勻染劑加入量對織物色牢度的影響，即添加到2號樣品染液中的高溫勻染劑量不足［15］。加入NNO與否，對于K/S值和實(shí)驗(yàn)所測試色牢度值影響并不明顯。

4結(jié)語

利用自制的雜環(huán)偶氮染料進(jìn)行滌綸織物染色實(shí)驗(yàn)，通過表征織物染色基本性能來探討該染料的可染性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該自制染料可以用于滌綸織物高溫染色，助染劑配置不同的5個(gè)試樣，染料的K/S值都在14左右，染色深度不夠，但L*、b*值約為70左右，說明顏色鮮艷。經(jīng)染色布樣實(shí)際外觀呈明亮的黃色。染色試樣干摩擦、濕摩擦牢度，皂洗牢度普遍都在4到5級，具有良好的色牢度。5個(gè)試樣之間K/S值與色牢度差異并不明顯，說明實(shí)驗(yàn)設(shè)置的因素:分散劑、NNO、高溫勻染劑的添加量對染色性能影響不顯著，其中以NNO的影響最小;分散劑木質(zhì)素對染色得色深度、高溫勻染劑對染色色牢度有一定影響。通過該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使學(xué)生熟悉分散染料應(yīng)用基本條件，掌握分散染料染色基本工藝及染色性能表征的基本方法。

作者：肖紅艷 任二輝 楊琴 單位：四川大學(xué)