低温染色助剂CWL对涤纶纤维增塑的作用.pdf

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1、第2 9 卷第1 2 期 2 0 0 8 年1 2 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V o I 2 9 N o 1 2 D e c 2 0 0 8 文章编号；0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 8 ) 1 2 0 0 5 0 0 4 低温染色助剂C W L 对涤纶纤维增塑的作用 崔淑玲1 2 ，吴焕岭3 ，魏赛男1 ，刘影1 ，崔长在4 ( 1 河北科技大学，河北石家庄0 5 0 0 3 1 ；2 东华大学生态纺织教育部重点实验室，上海2 0 1 6 2 0 ； 3 盐城纺织职业技术学院，江苏盐城2 2 4 0

2、 0 5 ；4 石家庄市链轮总厂，河北石家庄0 5 0 0 4 1 ) 摘 要 为降低涤纶纤维的染色温度，利用复配增效技术研制了低温染色助剂C W L 。将助剂用于涤纶织物分散染 料低温热溶染色，比较经预增塑染色工艺和同浴染色工艺所得试样的染色深度，并对经助剂C W L 处理的涤纶纤维 进行差热扫描量热法( D S C ) 测试。结果表明：助剂C W L 处理后涤纶纤维的玻璃化温度明显降低，说明助剂C W L 对 涤纶纤维起到了增塑作用；染浴中加入适量助剂C W L 后，分散染料在焙烘温度1 8 0 时能够达到传统热溶染色工 艺2 1 0 时的染色深度；同浴染色工艺的染色深度明显高于预增塑染色

3、。 关键词染色助剂；聚酯纤维；分散染料；增塑作用 中圈分类号：T S1 9 3 2 2文献标识码：A P l a s t i c i z a t i o no fl o w - t e m p e r a t u r ed y e i n ga u x i l i a r yC W Lo np o l y e s t e rf i b e r C U IS h u l i n 9 1 ”，W UH u a n l i n 9 3 ，W E IS a i n a n l ，L I UY i n 9 1 ，C U IC h a n g z a i 4 ( 1 H e b e iU n i v e

4、r s i t yo fS c i e n c e & T e c h n o l o g y ，S h i j i a z h u a n g ，l t e b e i0 5 0 0 3 1 ，C h i n a ； 2 K e yl a b o r a t o r yo fS c i e n c e & T e c h n o l o g yo fE c o T e x t i l e s 。M i n i s t r yo fE d u c a t i o n ，D o n g h u aU n i v e r s i t y ，S h a n g h a i 2 0 1 6 2 0 ，

5、C h n a ； 3 Y a n c h e n gC o l l e g eo fT e x t i l eT e c h n o l o g y 。Y a n c h e n g ，J i a n g s u2 2 4 0 0 5 ，C h i n a ； 4 S h i i i a z h u a n gC h a i nW h e e lG e n e r a lF a c t o r y 。S h a z h u a n g ，e b e i0 5 0 0 4 1 ，C h i n a ) A b s t r a c t L o w - t e m p e r a t u r e

6、d y e i n ga u x i l i a r yC W LW a Sd e v e l o p e di nt e r m so fc o m p o u n d i n ga n ds y n e r g i s t i c t e c h n i q u ei no r d e rt od e c r e a s et h et h e r m o s o ld y e i n gt e m p e r a t u r eo fp o l y e s t e rf i b e r T h ea p p l i c a t i o ne x p e r i m e n t s o f

7、C W Li nt h e r m o s o ld y e i n gw e r ed i s c r i b e d T h ec o l o u rd e p t ho ft h ed y e df a b r i c sW a sc o m p a r e db e t w e e nt h e p r e p l a s t i c i z i n gd y e i n gp r o c e s sa n do i l eb a t hd y e i n gp r o c e s sw i t ha u x i l i a r yC W L D S Ca n a l y s i sW

8、 a su s e dt o t e s t t h eg l a s st e m p e r a t u r eo fp o l y e s t e rf i b e r T h er e s u l t ss h o wt h a tt h es l a s st e m p e r a t u r eo fp o l y e s t e rf i b e rt r e a t e d w i t hC W Lh a so b v i o u s l yd r o p p e d ，t h e r e f o r et h ep l a s t i c i z a t i o ne f

9、f e c ti sc o n f i r m e d A n dt h ec o l o u rd e p t ho ft h e f a b r i cd y e db yo n eb a t hp r o c e s sw i t hC W La t18 0 i st h es a m ea s t h a td y e db yn o r m a lt h e r m o s o ld y e i n ga t 2 1 0 M o r e o v e r t h eK Sv a l u eo fo n eb a t hd y e i n gp r o c e s si sm u c h

10、h i g h e rt h a nt h a to ft h ep r e p l a s t i c i z a t i o n d y e i n gp r o c e s s K e yw o r d sd y e i n ga u x i l i a r y ；p o l y e s t e rf i b e r ；d i s p e r s ed y e s ；p l a s t i c a t i o n 涤纶纤维低温染色的研究最早源于常压载体染 色n ，染色机制和学说有很多种，目前大都认为涤纶 纤维低温染色的关键在于提高纤维增塑、膨化程度， 降低其玻璃化温度，加快分散染料在纤维

11、中的扩散 速度2 一副。 低温染色助剂C W L 是根据相似相溶原理，选用 一种无毒无害的低分子芳香酯类的化合物，其结构 及其疏水性与涤纶纤维和分散染料分子相似，因而 对涤纶纤维和分散染料都有一定的亲和力，将其作 为内相，水做外相，并选用合适的阴离子和非离子表 面活性剂作为乳化剂，复配成O W 型乳液体系。 本文采用自制低温染色助剂C W L 对涤纶机织 物进行热溶染色，使用差热扫描量热法对助剂C W L 处理前后聚酯纤维的玻璃化温度( r 。) 进行测试，旨 收稿日期：2 0 0 8 0 1 0 8 修回日期：2 0 0 8 0 6 1 6 作者简介：崔淑玲( 1 9 5 7 一) ，女，教

12、授，博士。主要从事纺织纤维材料性能夏化学整理方面的研究。吴焕岭，通讯作者E - m a i l ： s m i l e f a e e l 2 6 1 2 6 t o m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 2 期崔淑玲等：低温染色助剂C W L 对涤纶纤维增塑的作用 5 1 在分析检测助剂C W L 对聚酯纤维的增塑作用，并对 助剂的低温染色工艺及染色效果进行实验分析。 1 实验部分 1 1 实验材料与仪器 织物：涤纶珠丽纹线密度为1 1t

13、 e x 2 4 6t e x ，经 纬密为3 5 4 根1 1 0c m 1 9 7 根1 0c m 。 主要药品：低温染色助剂C W L ，分散红玉S 5 B L 。 ， 实验仪器：L o n g c o l o r 热溶染色仪( 上海朗高纺织 设备有限公司) ，S D A 小轧车( 广东省鹤山市新宏 染整机械制造有限公司) ，1 0 1 1 型电热鼓风干燥箱 ( 天津泰斯特仪器有限公司) ，D S C 8 2 3 e 型差热分析 仪( 梅特勒一托利多仪器有限公司) ，D a t a c o l o r S p e e t r a t l a s h S F6 0 0 0p l u s C

14、 T 测配色仪( 美国 D a t a e o l O rI n t e r n a t i o n a l 公司) o 1 2 实验方法 1 2 1 玻璃化温度的测定 按G B T1 7 5 9 4 - - 1 9 9 8 ( 纺织材料热转变温度 试验方法差示扫描量热法测定纺织材料的热转变 温度。随机称取质量为1 0m g 的试样和参比物( 精确 至0 0 0 01g ) 置于坩埚中，加盖压紧放入差热分析仪 中，在氮气流量为4 0m L m i n 的气氛下，以2 0 。C m i n 升温速率加热试样至预定温度，恒温1 0m i n ，急速冷 却试样至低于转变温度5 0 以下，恒温1 0m

15、 i n ，重复 操作1 次，可得试样的D S C 曲线旧J 。 1 2 2 低温热溶染色工艺 将涤纶机织物剪成7c n l 3 0c m 的布样。 染色处方：分散染料2 0 L ；防泳移剂( 5 海藻 酸钠) 5g L ；助剂C W L0 6g ，L ；渗透剂J F C 0 。5s L ；消泡剂适量；醋酸调p H 值至5 6 。 工艺流程：二浸二轧( 轧余率( 7 0 2 ) ) 一烘 干一焙烘( 高温型染料1 8 0 、1 9 0 ，中温型染料1 7 0 、 1 8 0 ，低温型染料1 7 0 ；焙烘时间为2m i n ) 一水 洗一还原清洗一水洗一烘干。 还原清洗液处方：纯碱2g ，L

16、，保险粉2d E ，浴比 1 ：2 0 ，8 0 8 5 清洗2 0r a i n 。 1 2 3 纤维预增塑染色工艺 把纤维预先浸轧一定浓度的C W L 水溶液，均匀 无接触式预烘至干后再浸轧染液，染液中不再添加 助剂C W L ，然后进行热溶固色的染色工艺称为预增 塑染色工艺。具体方法：首先配制一系列浓度梯度 的C W L 水溶液，质量浓度分别为0 、2 、4 、6 、8s L ，分 别将布样浸入其中，采用二浸二轧的方式使助剂能 够在布样上均匀分布，6 0 预烘至干，然后采用低 温热溶染色工艺进行染色。最后分析采用预增塑工 艺染色后织物的K S 值。 1 2 4K I S 值的测定 K I

17、 S 值的大小可以用库贝尔卡一蒙克( K u b e l k a - M u k ) 函数值来表示，即 K S = ( 1 一R o ) 2 2 R 式中：R 为有色试样趋于无限厚的反射率；R 。为光 没有透射时的反射率；K 为有色物质的吸收系数；S 为散射系数。 采用测配色仪测试染色织物的K S 值。将每 块染色后的织物试样叠3 4 层( 同一组测试的织物 试样所叠层数应相同) ，至不透光为止，进行3 次测 试后，从与该仪器相连接电脑上显示的最大吸收波 长下的K S 值曲线上读取该试样3 次测量后的平 均值，即为该试样的K S 值。 2 结果与讨论 2 1 助剂C W L 对纤维的增塑效果

18、对涤纶机织布的原空白布样、浸轧助剂C W L 并 预烘布样( 未染色) 、浸轧助剂热溶染色工艺处理后 布样采用差示扫描量热法测试，分析其热转变温度 的变化情况，测试结果如图1 所示。 4 08 01 2 01 6 02 0 02 4 0 温度 C 一空白布样；一浸轧助剂C W L 并预烘布样( 未染色) ； 一浸轧助剂并热溶染色工艺处理后的布样。 图1 涤纶机织布的D S C 曲线图 F i g 1 D S Cd i a g r a mo fW o v e np o l y e s t e rf a b r i c 由图1 可以看出：未经任何处理的涤纶空白布 样的玻璃化温度为7 9 4 9 ；

19、浸轧助剂C W L 并烘干 后测得的涤纶织物的玻璃化温度下降至7 3 0 5 ； 经热溶染色后织物的玻璃化温度又上升至 7 5 2 l 。测量数据证实了助剂C W L 能够降低涤 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 5 2 竺墨兰堡婴 一一 燃鬻鬟淼蒜筹曩蓁2 。j I 嚣莩然蒙舞豢僦翟塑膨 慧：萎蓁蓑篆? 冀蒸蓁耋篓裳主篓荔芏篙羹化名嚣嚣裟隘淼篙淼 篓裳会瑟誓篓窒票圣翟蓄萋君主棠曩鬈言篙奔当曩篇淼t 焉茹器善竽姜 耋竺警銎曩嘉喜善喜畜霁? 融黼下氮师

20、纤罢篓髦雾蓑套篓獬等焉；刍三 维的曩翥化温C W L 嬲轰纶纤维玻璃化温度的原茎马蒿嚣薹篇裂淼高蒜茹 助剂 能够降低涤纶纤维玻璃化温度的原 艺与同浴法低温热溶染色工乙得笆l 阳用比川圈J 很快被纤维表面吸附，在纤维表面形成助剂层，在烘 干时不断扩散到纤维内部中，使纤维分子链之间的 距离增大，从而削弱了纤维分子链间的作用力，链段 间相互运动的摩擦阻力减弱，链段运动的活化能降 低，致使纤维玻璃化温度降低。而玻璃化温度的降 低直接导致分散染料容易进入纤维内部，从而降低 了热溶染色的温度，达到低温染色的目的。 2 2 助剂对热溶染色工艺K S 值的影响 分散红玉S - 5 B L 质量浓度为2 0g

21、，L ，在2 1 0 ( 正常染色温度) 对涤纶机织布进行热溶染色，使用 测配色仪测得K S 值为1 3 1 2 6 。 分散红玉S - 5 B L 质量浓度 2 0 L ，助剂C W L 质量浓度为0 6 L ，1 8 0 对涤纶机织布进行热 溶染色( 低温染色) ，测得染色结果如图2 所示。 1 3 u 鼍 逢 9 7 5 01 23 45 6 助剂质量浓度“g 。L - 1 ) 图2 不同助剂浓度下的K S 值 F 逅2 g lSv a l u ea td i f f e r e n tc o n c e n t r a t i 。no fC W L 由图2 可知，低温热溶染色工艺中当助

22、剂质量 浓度在5g ，L 左右时的K I S 值达到最大值1 2 4 4 2 ，与 高温正常热溶染色的K S 值1 2 9 2 6 相近。助剂质 量浓度大于5g L l 泰 Y ，K I S 值不但没有上升反而有下 降趋势，原因可能是添加助剂达到一定浓度后，由于 助剂胶束之间的作用力克服了助剂与纤维之间的作 用力，导致助剂胶束间的缔合、凝聚，形成了一种新 相，并把部分染料吸附在凝聚的助剂里，而染液中的 染料浓度降低，因此导致K I S 值降低。由于助剂质 量浓度为4 、5g l L I t 寸的K I S 值相近，因此，确定助剂 最佳质量浓度为4 5g ，L 。 1 4 1 2 1 0 g S

23、 窭6 4 2 0 02 d6 8 助荆质量浓度，( g L - 1 ) 图3 助剂质鼍浓度对K I S 值的影啊 F i g 3 E f f e c to fC W Ld o s a g eo nK I Sv a l u e 由图3 可知，1 8 0 低温染色时，同浴热溶染色 工艺的K S 值随着助剂浓度的增加呈上升趋势，预 增塑工艺的K S 值随着助剂浓度的增加呈下降趋 势。说明助剂C W L 不适合用于预增塑工艺。其原 因可能是：已经浸轧并烘干在织物上的助剂C W L 在 浸轧染液时，由于浓度差又溶落在染液中，使其对织 物的增塑作用减小；另外由于溶落在染液中的助剂 对分散染料有亲和力，可

24、能对染液中的分散染料上 染起到牵制作用，减少了分散染料对织物的上染趋 势，导致预增塑工艺得色反而低。 3 结论 1 ) 差热扫描量热法分析表明涤纶纤维经助剂 C W L 处理后的玻璃化温度从7 9 4 9 下降至 7 3 0 5 ，说明助剂能够对涤纶纤维产生增塑作用， 从而有利于实现低温染色。 2 ) 助剂C W L 质量浓度为4 5g L 时，低温热溶 染色工艺在1 8 0 染色基本达到2 1 0c | c 的染色深度。 3 ) 预增埋工艺的得色量随着助剂质量浓度的增 加呈下降趋势，说明助剂C W L 不适合用于预增塑 工艺。 参考文献： r1 】黑木宣彦染色理论化学：下册 M 北京：纺织工

25、 业出版杜，1 9 8 3 ( 下转第5 6 页) 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 5 6 纺织学报 第2 9 卷 射线衍射曲线，见图3 。 变化很大，其他3 种金属离子媒染染色织物色光基 本一致，织物的鲜艳度也存在差异。 2 ) 媒染后织物获得了较好的牢度；媒染剂种类 不同，织物的断裂强力有不同程度的下降，断裂伸长 率有所提高。 3 ) 媒染液对棉织物表面有不同程度的腐蚀作 用，一部分金属离子是以沉积形式集聚在织物上，钛 媒染时这种现象较明显；媒

26、染时配位反应主要发生 在纤维的无定形区。 参考文献： 51 01 52 02 53 03 54 0 2 s ( 。) 1 B h u y a M ，R a n j a 衄I s o l a t i o no fc 。l o l l rc 。m p o 鹏n t sf r o m 图3 棉织物媒染前后的x 射线衍射强度曲线 n a t i v ed y e b e a r i n gp k t si nn o r t h e a s t e r nI n d i a 【JJ - F i g 3 X - r a yd i f f r t i o nc u H eo fc o t t o nf a

27、b r i c B i o r e s o u r c eT e c h n o l o g y ，2 0 0 5 ( 3 ) ：3 6 3 3 7 2 b e f o r e 。n da f t e rm o r d a n td y e i n g 2 冯新星，陈建勇，陈子毫，等天然染料紫草染色织物 的迷彩伪装防护性能 J 纺织学报，2 0 0 5 ，2 6 ( 5 ) ：7 2 一 图3 结果表明，棉织物经媒染处理后，X 一射线衍 7 3 射曲线基本没有变化，说明媒染时金属离子与纤维 3 B h u y a n n ，R a n j a n a I s o l a t i o no fc

28、 o l o u rc o m p o n e n t s f r o m 上配位基的配合反应主要发生在纤维的无定形区， n a t i v e d y e - b e a n n gp h n t s i nn o r t h e a s t e r nI n d i a 【JJ 对晶区结构基本没有影响。 B i 呲8 叫他8T e 。h “0 1 0 9 y ，2 0 0 5 ( 3 ) ：3 6 3 3 7 六 4 张建波，王升霞，王炳，等棉织物的天然染料媒染工 艺研究 J 印染，2 0 0 5 ，3 1 ( 1 6 ) ：8 1 1 3结论 5 曹红梅，程万里朋脂虫酸染棉织物时钛离子前

29、媒工 艺的探讨 J 印染助剂，2 0 0 7 ，2 4 ( 1 2 ) ：2 8 3 0 1 ) 与无媒染染色织物相比，媒染染色织物的上 6 孙峰，杨月鹏，曹红梅，等天然染料胭脂虫色素提取 染率获得了不同程度的提高；铁媒染染色织物色光 工艺的探讨 J 印染助齐j ，2 0 0 5 ，2 2 ( 8 ) ：4 1 4 3 一- 呻制H - 枷- - 呻一H H 舢呻_ H - 舟呻叫一，呻叫_ 呻_ 。_ - H 舢砷忡啼- H H _ 峄_ “- _ 峥- - “H 卜4 。q _ P _ 峄q 帅- q 叫- _ H 卜州- 。崎咖 ( 上接第5 2 页) 【2 3 4 【5 6 王永宏，崔

30、淑玲，刘金树助剂Z N L 在分散染料热溶 染色中的应用 J 印染，2 0 0 6 ( 1 4 ) ：2 9 3 1 张子涛，纪晋敏，宋心远助剂M 对涤纶微细纤维低 温染色工艺研究 J 】上海纺织科技，2 0 0 1 ，2 9 ( 6 ) ： 3 9 4 2 纪晋敏，张子涛，宋心远助剂对微细涤纶低温染色 的影响 J 丝绸，2 0 0 1 ( 7 ) ：7 9 贾延华，洪静莲促染剂D D A 的研制与应用 J 印 染助剂，1 9 9 2 ，9 ( 1 ) ：2 1 2 2 陈其亮，张淑芬，杨锦宗聚酯纤维染色方法的近期 进展( U ) 【J 染料工业，1 9 9 9 ，3 6 ( 1 ) ：4 8

31、 5 0 7 8 9 1 0 陈英，宋心远，低温涤纶染色：分散染料的染色动力 学 J 国外纺织技术，1 9 9 7 ( 2 ) ：3 3 3 8 马正升。萤红霞双十二碳烯基二甲基溴化铵存在时 涤纶纤维和尼龙6 纤维的低温分散染料染色 J 染 整技术，1 9 9 8 ( 1 1 ) ：2 4 2 7 G B T1 7 5 9 4 - - 1 9 9 8 纺织材料热转变温度试验方法 差示扫描量热法 S 范雪荣，王强针织物染整技术 M 北京：中国纺 织出版社，2 0 0 4 ：2 3 1 2 3 6 董振礼，郑保海，轷桂芬测色及电子计算机配 色 M 北京：纺织工业出版社，1 9 9 6 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark