由圖1可知，在浸染和軋染工藝中，TNTA作為促染/固色劑，其染色效果與氯化鈉/碳酸鈉體系相近，說明TNTA在染液中能夠有效電離出鈉離子，屏蔽棉織物表面的負(fù)電荷，起到促染作用。同時，由于該鈉鹽為堿性物質(zhì)(pH值10．8～11．3)，能夠為分散染料與纖維素羥基的共價結(jié)合反應(yīng)提供必需的氫氧根負(fù)離子，促進(jìn)固色反應(yīng)進(jìn)行。此外，從圖中還發(fā)現(xiàn)，在浸染工藝中，氯化鈉/碳酸鈉體系的K/S值略高于TNTA體系，而軋染織物的情況正好相反。在浸染工藝中，由于氯化鈉和碳酸鈉系分批加入，染料在吸附上染過程中水解較少，與纖維結(jié)合的染料相對較多;而TNTA為堿性物質(zhì)，在促進(jìn)染料吸附的同時，也加速了染料的水解反應(yīng)。但是，TNTA溶液有一定的緩沖作用，染色過程中pH值的變化不顯著，有利于固色反應(yīng)的進(jìn)行。因此，在浸染工藝中，TNTA體系染色織物的K/S值僅略低于氯化鈉/碳酸鈉體系。在軋染工藝中，由于織物帶液量較少，而且?guī)б簳r間較短，染料水解較少，弱電解質(zhì)溶液的緩沖作用更為明顯，TNTA體系染色織物的K/S值更高。
2．2次氮基三乙酸三鈉質(zhì)量濃度對K/S值的影響
改變次氮基三乙酸三鈉質(zhì)量濃度，按1．2節(jié)浸染和軋染新工藝對棉織物進(jìn)行染色，結(jié)果見圖2。
由圖2可見，在兩種工藝中，隨著TNTA質(zhì)量濃度增加，純棉染色織物的K/S值均大幅上升。這主要是因為TNTA既是促染劑又是固色劑，增加其用量，染液中的Na+用量增加，pH值升高，有利于活性染料在棉纖維上的吸附和固著。但是，當(dāng)該鹽用量超過一定數(shù)值后，K/S值的上升變緩，說明過多的Na+和過高的pH值對染料的吸附和固著幫助不大。由于染料水解加速，K/S值甚至反而會有小幅下降，這一現(xiàn)象與常用的無機(jī)鹽促染/固色體系的情況相似。此外，軋染織物K/S值曲線上升轉(zhuǎn)折點所對應(yīng)的TNTA用量略低于浸染織物。這主要是因為該鹽為堿性物質(zhì)，浸染工藝染料水解反應(yīng)較軋染工藝更為明顯，說明該鹽更適用于軋染工藝，這與2．1節(jié)分析結(jié)果相一致。本研究選定TNTA在浸染和軋染工藝中的質(zhì)量濃度分別為110 g/L和100 g/L。
2．3次氮基三乙酸三鈉溶液的電離性能和緩沖能力
采用1．3．2節(jié)方法對氯化鈉和次氮基三乙酸三鈉溶液的電導(dǎo)率進(jìn)行測試，結(jié)果見圖3。
圖3表明，隨著溫度和pH值的提高，兩溶液的電導(dǎo)率均有較大提高，而且同等條件下無機(jī)電解質(zhì)的電導(dǎo)率均高于次氮基三乙酸三鈉，這也證明了該有機(jī)鹽的電離能力要弱于氯化鈉。試驗發(fā)現(xiàn)，氯化鈉溶液的電導(dǎo)率對溫度敏感，而次氮基三乙酸三鈉溶液的電導(dǎo)率對pH值敏感。這說明次氮基三乙酸三鈉在pH值較高時的電離能力較好，有利于促進(jìn)活性染料上染，以及染色后電解質(zhì)的有效洗除。
采用浸染工藝，在染色初始階段同時加入促染劑和固色劑，跟蹤次氮基三乙酸三鈉和氯化鈉/碳酸鈉體系染液pH值隨染色時間的變化情況，結(jié)果見圖4。
圖4中，隨著染色時間的延長，每種染液的pH值均逐漸降低，說明染色過程中纖維素上的羥基與活性染料分子發(fā)生的親核取代反應(yīng)需要消耗大量的堿。同時，TNTA(110 g/L)的曲線下降趨勢較其它各條曲線平緩，染液pH值變化不顯著。對于氯化鈉/碳酸鈉促染/固色體系，由于使用的均為無機(jī)電解質(zhì)，它們在溶液中完全電離，溶液中的OH－濃度基本與碳酸鈉的濃度成正比，當(dāng)OH－被消耗時，得不到必要補(bǔ)充，pH值也隨之下降。但是，TNTA為有機(jī)弱電解質(zhì)，溶液中OH－是由COO－與H2O不完全反應(yīng)的產(chǎn)物，隨著OH－減少，COO－與H2O之間的反應(yīng)會向著生成OH－的方向移動，溶液中的OH－得到部分補(bǔ)償，因而染液pH值變化不明顯。但是，當(dāng)溶液中的COO－低于某一濃度時，這一作用就不再顯著，染液pH值會明顯降低，這就是TNTA(55 g/L)曲線下降幅度較大的根本原因。
2．4染色織物性能測試
采用1．2節(jié)染色工藝對棉織物進(jìn)行染色后，測定染色織物的勻染性(Sr值)、色牢度和強(qiáng)力，結(jié)果見表1～表3。
注:N表示NaCl/Na2CO3促染/固色體系;T表示次氮基三乙酸三鈉促染/固色體系(下表同)。
表1中，以次氮基三乙酸三鈉為促染/固色劑的兩種染色織物，其Sr值均小于氯化鈉/碳酸鈉促染/固色體系的染色織物。這是因為TNTA染液pH值相對穩(wěn)定，有利于染料均勻固著。此外，該有機(jī)鹽是小分子物質(zhì)，其溶液黏度較低，滲透擴(kuò)散性較好，因而勻染性較好［3］。
表2數(shù)據(jù)表明，兩種染色工藝織物的色牢度相當(dāng)。由此可見，TNTA在充分水洗，特別是經(jīng)堿性皂煮后，可以從織物表面徹底去除，能夠有效克服聚電解質(zhì)染色后殘留織物表面所引起的濕摩擦牢度降低的不足［4］。
由表3可知，染色織物的經(jīng)緯向強(qiáng)力較染色前均有一定程度下降，這是因為棉織物活性染料染色是在堿性高溫條件下進(jìn)行的，纖維素大分子鏈在染色過程中發(fā)生氧化，聚合度有所降低，再經(jīng)堿性皂煮強(qiáng)力就會有所下降。但是，經(jīng)緯向的強(qiáng)力損失率均在20%以內(nèi)，并不影響織物的服用性能。此外，以次氮基三乙酸三鈉為促染/固色體系的染色織物強(qiáng)力損失率與氯化鈉/碳酸鈉體系接近，這與聚羧酸鹽染色織物強(qiáng)力略低于無機(jī)鹽體系的情況不同，說明該有機(jī)鹽分子中的羧基在染色過程中與纖維素大分子上羥基的交聯(lián)反應(yīng)不顯著，因而強(qiáng)力損失較小。
3·結(jié)論
(1)采用次氮基三乙酸三鈉代替氯化鈉/碳酸鈉作為促染/固色劑用于純棉織物浸染和軋染工藝，所染織物的K/S值、色牢度和斷裂強(qiáng)力均能夠達(dá)到無機(jī)鹽染色效果，但前者更具較好的pH值緩沖性能，染色均勻性更好。在綜合考慮染色效果和生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，確定浸染和軋染工藝中次氮基三乙酸三鈉用量分別為110 g/L和100 g/L。
(2)由于染色過程中所用促染/固色劑為無毒的水溶性有機(jī)電解質(zhì)，生物降解性良好，可大大降低染色過程中無機(jī)鹽用量，對于防止土地鹽堿化和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)都具有十分重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻(xiàn):
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