纺织导报-HBP-NH2改性竹浆纤维活性染料无盐染色性能的研究.pdf

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1、w w w t e x l e a d e r c o m c n 窭蜀匿衄应用技术 D y e i n g F i n i s h i n g & T e x t i l eC h e m i c a l s H BP N H 2 改性竹浆纤维活性染料 无盐染色性能的研究 S t u d i e so nS a l t - f r e eD y e i n gB e h a v i o ro fR e a c t i v eD y e s o fB a m b o oP u l pF i b e r sP r e t r e a t e dw i t hH B P - N H 2 文张鹛张峰

2、林红陈字岳 ：Il 用自制的端氨基超支化合物( H B P - N H ：) 作为阳离子改性剂对竹浆纤维织物进行改性 叩。J 处理，再经活性染料染色。研究了改性竹浆纤维表面的Z e t a 电位，探讨了H B P - N H ：溶 液浓度p H 值，浸渍时间处理温度对竹浆纤维织物活性染料无盐染色的影响。 T h eb a m b o op u l pf a b r i c sw e r ep r e t r e a t e dw i t has e l l m a d ea m i n e t e r m ih a t e dh y p e r b r a n c h e d p o l y

3、m e r ( H B P - N H ：) a n dw e r ed y e dw i t hr e a c t i v ed y e s F a c t o r si n t l u e n c e dt h ep r e t r e a t m e n t c o n d i t i o n sw e r ei n v e s t i g a t e d T h er e s u l t ss h o w e dt h eZ e t ap o t e n t i a lw a se n h a n c e df o rt h ef a b r i c s s u r f a c e ：

4、t h eo p t i m i z e dp r o c e s sw c r c ：t h eH B P N H s o l u t i o nc o n c e n t r a t i o no f2g L p Hv a l u ea t 7 0 ，r o o mt e m p e r a t u r ea b o u t2 0 。Ca n dp r e t r e a t m e n t3 0m i n 竹浆纤维产品具有良好的吸湿性、透气性、悬垂性，手 感滑爽，可以生物降解并且具有一定的抗菌、除臭特性。但 竹浆纤维木质素含量较高，纤维分子上的自由羟基少，微观 结晶区结构紧密，染料分子不

5、易进入纤维内部，上染率和固 色率较低。通常竹浆纤维织物多采用活性染料进行染色加 工，在纤维素纤维传统的染色工艺中，为提高活性染料的上 染率和固色率，必须加入大量的无机盐，无机盐的加入不可 避免的对生态环境造成污染。为了实现无盐染色或降低无 机盐用量，国内外进行了广泛的研究。 超支化聚合物由于其独特的结构和优异的性能，并且 其合成方法简便，成本较低，在纺织上具有很大的应用前景 和实际意义。端氨基超支化合物( H B P N H ：) 特殊的三维 结构和表面极其丰富的氨基和亚胺基，赋予其优异的溶解 性能。在纤维表面引入大量的氨基和亚胺基，改变纤维染 色过程中的表面电荷分布，有利于带负电荷的染料上染

6、，从 而降低染色过程中无机盐的用量，甚至实现无盐染色。本文 通过对竹浆纤维织物进行H B P N H ：浸渍处理，研究其改 作者简介：张鹏，男，1 9 8 5 年生，在读硕士，主要从事纤维材料 的改性研究。 通讯作者：陈宇岳，教授、博士生导师。 作者单位：张鹏、林红、陈宇岳，苏州大学纺织与服装工程学院； 张峰，苏州大学纺织与服装工程学院，沙洲工学院纺织工程系。 基金项目：江苏省高校重大基础研究项目( 0 8 K J A 5 4 0 0 0 1 ) 。 性后无盐染色性能。 1 实验部分 1 1 材料与药剂 织物：竹浆纤维织物( 平纹，4 0 5 x 4 0 8 1 3 3 X 7 2 ，1 2

7、0 g m 2 ，浙江安吉竹纤维有限公司) 。 染料：纺科素活性染料( 活性紫A 一5 R V 、活性大红 A E F ，活性嫩黄A 一4 G L N 、活性深蓝A 一2 G L N 、活性 翠蓝A 一6 G L N ) ，上海纺科化工有限公司提供。 药品：N a C I 、无水N a 2 C 0 3 、N a O H 、H e l ( 均为分析 纯) 端氨基超支化合物( H B P N H ：) ( 实验室自制) 。 1 2 仪器 U l t r a s c a nX E 测色仪( 美国H u n t e r L a b 公司) ，H D 5 0 0 型水浴振荡器( 南通宏大实验仪器有限公司

8、) ；P H S 一3 C 精密P H 计( 上海楚柏实验设备有限公司) ；J S 9 4 H 微电泳仪 ( 上海中晨公司) 。 1 3 实验方法 1 3 1 竹浆纤维织物改性处理 配制H B P N H ：溶液对竹浆纤维织物进行改性处理，浓 度0 6 9 L ，p H 值1 5 1 1 ( 分别用H C I 和N a O H 调节) ，温 度2 0 1 0 0 ，浸渍处理时间5 1 8 0r a i n ，热水充分清洗 后待染。 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 1 0N o 1 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO

9、 : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 应用技术E 墨踅盈莲墨 D y e i n g F i n i s h i n g T e x t i l eC h e m i c a l s w w w t e x l e a d e r c o m c n 1 3 2 活性染料染色工艺 染液配方：活性染f 4 x2 O ( O W f ) lN a C I ( A ) 6 0g L ( 无盐染色，则不i J I N a C I ) # 无水N a 2 C 0 3 ( B ) 2 0g L ! 浴比 1 ：5 0 。 染色

10、升温曲线： 水洗后处理：加入3g L 的皂片，在9 5 的温度下煮5 m i n ，水洗后晾干。 1 3 3 Z e t a 电位( e ) 的测定 分别取原竹浆纤维织物和R S D 改性竹浆纤维织物各 0 5g ，剪成1m m 的细小纤维，用0 0 0 1m o l LK C I 溶液将纤 维配制成0 0 5 的溶液，然后调成不同p H 值，超声波搅拌 1 0m i n ，取少量用J S 9 4 H 微电泳仪测定其Z e t a 电位。 1 3 4 织物表面色深K S 值测试 样品表面色深K S 值采用U l t r a s c a nX E i 贝I I 色仪测量， 1 0 。视野，D 6

11、 5 光源，试样折叠4 层。 1 3 5 染色牢度测试 耐摩擦色牢度按国标G B T3 9 2 0 1 9 9 7 ( ( 纺织品 色牢度试验耐摩擦色牢度测试方法检测；耐洗色牢度按 国标G B T3 9 2 1 3 1 9 9 7 ( 纺织品色牢度试验耐洗色牢 度：试验3 测试方法检测。 2 结果与讨论 2 1 Z e t a 电位 8 6 一改性 4 V 一未改性 名 2、 0 。i j、i l jl j p H 值 嚣一2 。 蚕 ： 一8 一l O 1 2 图1改性与未改性竹浆纤维织物的Z e t a 电位比较 图1 显示，在不同p H 值水溶液中未改性竹浆纤维的 Z e t a 电位小

12、于零，而改性竹浆纤维表面Z e t a 电位大大提升， 在p H 7 0 时，Z e t a 电位为负值但仍高于同等p H 值条件下未改性竹浆纤维表面 的Z e t a 电位。所以改性竹浆织物相比未改性织物能减弱与 阴离子染料的斥力，更有利于染料上染。 2 2 改性工艺对竹浆纤维织物活性染料无盐染色的影 响 2 2 1 p H 值 图2处理液p H 值对改性竹浆纤维织物“S 值的影响 图2 为竹浆纤维织物经不同p H 值改性液处理后无盐 染色K S 直变化图。改性液中H B P N H ：浓度为2g L ，织物 在常温下浸渍处理3 0m i n 。如图2 所示，改性液p H 值对舢 值影响很大

13、，在p H 值为7 0 左右时K 佑值最大，升高或降低 p H 值K 俗值都减小。当p H 7 0 时，改性织物Z e t a 电位为负 值，降低染料对竹浆纤维的亲和力，K S 值下降。在弱酸条 f f - T ，H B P N H ：表面部分氨基可以与H + 结合，削弱纤维表 面负电性，有利于染料靠近纤维表面，增加纤维与染料的结 合，因此K S 值提高；在强酸时，H B P N H ：分子间相互静电 斥力增大，不利于竹浆纤维对H B P N H ：的吸附，所以K S 值下降。因此，适宜的p H 值为7 0 左右。 2 2 2 H B P N H 2 浓度 图3H B P N H 2 浓度对改

14、性竹浆纤维织物，乞，S 值的影响 利用不同浓度的H B P N H ：改性液，控制p H 值为7 0 左右，常温下浸渍处理3 0m i n 后，改性织物无盐染色后K S 值结果如图3 所示。由图3 看出，随着H B P N H ：浓度的增 加，竹浆纤维织物活性染料无盐染色所得脯明显增加。但 当H B P N H ，浓度高于2g L 时，无盐染色所得 似值增加趋 于平缓。所以H B P N H 2 浓度选为2g ，L 。 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r - 2 0 1 0N o 1 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : P

15、urchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark w w wt e x l e a d e r c o m C R 2 2 3 处理温度 利用2g LH B P N H 2 溶液在p H = 7 0 左右，不同 温度下对竹浆纤维织物处理3 0m i n ，研究了改性竹浆纤 维织物无盐染色K S 值随处理温度变化的关系，结果如图 4 所示。在常温下处理，K S 值最高，说明竹浆纤维吸附的 H B P N H ：最多，随着处理温度的升高，染色K S 值不断下 降，说明高温并不利于H B P N H ：的吸附，这是因为竹浆纤 维主要依靠氢键

16、、范德华力吸附H B P N H ：，这种吸附是放 热的，升高温度会降 氐H B P N H ：在竹浆纤维织物表面的 吸附量。因此选用在2 0 时处理织物。 图4处理温度对改性竹浆纤维织物 值的影响 2 2 4 浸渍时间 处理时间对改性竹浆纤维织物的影响如图5 所示。 可以看出，随着浸渍时间的增长，K S 值显著增加，处理3 0 m i n 后，K S 值变化不再明显，H B P N H ：吸附达到平衡，因 此浸渍处理3 0m i n l i p - L 图5浸渍处理时间对改性竹浆纤维织物K S g f 的影响 2 3 改性竹浆纤维织物无盐染色与常规有盐染色性能 比较 采用上述较优工艺条件改性

17、竹浆纤维织物，并采用活 性染料无盐染色工艺染色，测试其染色K S 值和色牢度， 并与未改性竹浆纤维织物有盐染色结果进行比较，结果见 表1 。可以看出，H B P N H ：改性竹浆纤维织物无盐染色的 K S 值比传统有盐染色要高，且改性竹浆纤维织物无盐染色 牢度与未改性织物染色牢度相当。 匿墨窭衄应用技术 D y e i n g & F i n i s h i n g T e x t i l eC h e m i c a l s 表1R S D 改性竹浆纤维织物无盐染色与常规有盐染色性能比较 千湿变色沾色 活性大红未改性 1 8 0 5434 。54 5 A E F 改性 2 5 5 543

18、44 。54 5 活性翠蓝未改性 3 1 9 84 53 44 54 A 一6 G L N 改性 6 1 7 S4 544 54 活性紫未改性1 9 9 0 444 54 5 A 一5 R V 改性2 1 1 8 43 44 54 5 活性深蓝未改性5 4 2 5444 5 4 A 一2 G U N改性6 8 9 5 4 44 54 3 结论 ( 1 ) H B P N H ：改性处理有利于提高竹浆纤维表面的 Z e t a 电位，促进阴离子染料的上染。 ( 2 ) 改性竹浆纤维织物的较优的工艺条件是：常温下 H B P - N H 2 浓度2g L ，浸渍时间3 0m i n ，p H 值7

19、 0 左右。 ( 3 ) 改性竹浆纤维织物采用活性染料无盐染色工艺可 以提高K S 值，且染色牢度与常规有盐染色相当。圃 参考文献 f l 】王时英，薛美君，杨以雄竹纤维产品及其市场开发【J 】国际纺织导 报，2 0 0 4 ( 2 ) ：8 2 8 4 【2 】陈益人，韩世洪，宫兆庆纤维素酶改善竹浆纤维染色性能的研究【J 】 印染，2 0 0 7 ，3 3 ( 2 2 ) ：8 1 0 【3 】闫明山。王建明，陈启宏竹粘胶织物活性染料轧染工艺【J 】印染， 2 0 0 7 ，3 3 ( 2 4 ) ：1 6 1 9 【4 1 万震，周红丽竹浆散纤维染色菝术的探讨【J 】上海纺织辑技， 2 0

20、 0 7 ，3 5 ( 6 ) ：1 2 一1 3 【5 】李梦怯，王树根竹纤维的理化性能及染色研究【J 】纤维素科学与技 术，2 0 0 7 ，1 5 ( 1 ) ：4 5 4 9 【6 】谢孔良，孙燕活性染料无盐染色技术研究进展【J 】纺织导报，2 0 0 5 ( 7 ) ：7 8 8 2 【7 】S M B u r k i n s h a w ，MM i g n a n e l l i T h eU s eo fD e n d r i m e r st oM o d i f y t h eD y e i n gB e h a v i o u ro fR e a c t i v eD y

21、e so nC o t t o nP 1 D y e sa n d P i g m e n t s ，2 0 0 0 ，4 7 ( 3 ) ：2 5 9 2 6 7 f 8 】T a e K y u n gK i m ，S e o k - H a nY o o n E f f e c to f R e a c t i v eA n i o n i cA g e n t O nD y e i n go fC e l l u l o s i cF i b e r sw i t haB e r b e r i n eC o l o r a n t 【J 】D y e s a n dP i g m e

22、 n t s ，2 0 0 4 ，6 0 ( 2 ) ：1 2 1 1 2 【9 】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，2 0 0 7 ( 1 1 ) ：3 7 3 8 【l o 】张峰，陈宇岳，张德锁，等棉织物H B P - N H 2 改性对无盐染色工艺的 影响【J 】印染，2 0 0 7 ，3 3 ( 2 2 ) ：5 7 【1 1 】赵兵，张峰，林红，等H B P - N H 2 接枝氧化亚麻织物活性染料染色性 能研究【J 】印染助荆2 0 0 8 ，2 5 ( 9 ) ：1 3 1 6 【1 2 1 马威。张淑芬活性染料无盐染色的研究【D 】大连：大连理工大学， 2 0 0 6 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r - 2 0 1 0N o 16 7 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark