摘要：探討了在微波加熱的條件下Ｋ型活性染料染棉時各種因素對相對色力度值的影響，比較了常規(guī)水浴鍋加熱染色和微波加熱染色樣品的摩擦牢度和皂洗牢度，探討了微波加熱技術(shù)對不同染料染色性能的影響。結(jié)果表明，采用微波加熱進行棉織物的染色可以大大縮短染色時間，且染色性能和常規(guī)染色工藝相近。
關(guān)鍵詞：棉織物；微波；染色
微波是一種電磁波，對陶瓷、玻璃、塑料等具有可穿透性，但對金屬具有反射性。微波加熱具有選擇性，對自身具有極性的物質(zhì)如水、含水物質(zhì)、脂肪等有深層的加熱作用，可使物體迅速升溫。加熱時只是使被加熱的物體升溫，周圍的空氣和裝置除由于物體本身的熱傳導(dǎo)和空氣對流加熱外不會被微波加熱，故熱損失少，熱效率高。微波加熱時被加熱物質(zhì)的內(nèi)外分子可同時發(fā)生共振，內(nèi)外一起加熱，處理效果很均勻［１］。微波對極性的水、染料及助劑分子也有作用，可加快分子的振動，加快染化料的溶解及其向纖維內(nèi)部的擴散。同時微波使一些反應(yīng)的活化能降低，使其原來按傳統(tǒng)加熱方式需較長反應(yīng)時間的反應(yīng)時間縮短［２］。雖然微波處理技術(shù)在印染行業(yè)中僅得到了初步的應(yīng)用，但已經(jīng)顯示出其明顯的優(yōu)越性。
微波技術(shù)作為一種高新技術(shù)在染整中的應(yīng)用，國內(nèi)外都有研究，并發(fā)表過一些研究報告［３－４］，但有關(guān)微波技術(shù)在染整行業(yè)中的應(yīng)用實例報道非常少。國外曾報道采用微波加熱對棉織物進行軋染固色，某些染料經(jīng)微波輻射可快速地固著在棉織物上［５］。在活性染料的染色過程中，染料以共價鍵與纖維結(jié)合，且活性染料色澤鮮艷、色譜齊全、應(yīng)用簡便、成本低廉、牢度優(yōu)良，微波可望促進活性染料與纖維的反應(yīng)，使染料經(jīng)微波輻射后可快速地固著在織物上［６－７］。本實驗主要對微波技術(shù)在棉織物活性染料染色中的應(yīng)用進行探討。
１ 實驗部分
１．１ 材料與儀器
試樣材料：漂白棉織物１６×１２／１０８×５６；試劑及染料：氯化鈉（分析純）；無水碳酸鈉（分析純）；磷酸三鈉（分析純）；氫氧化鈉（分析純）；活性紅Ｋ－２ＢＰ；活性藍Ｋ－ＧＲ；活性黃Ｋ－４Ｇ。
儀器：ＳＦ６００ＸＤａｔａｃｏｌｏｒ測色光譜儀；ＷＰ型微波爐（格蘭仕電器實業(yè)有限公司）；７２１型分光光度計（上海第三分析儀器廠）；Ｙ（Ｂ）５７１Ｂ型染色牢度摩擦儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司）；ＳＷ－１２型耐洗色牢度試驗機（無錫紡織儀器廠）；電熱恒溫水浴鍋（北京市永光明醫(yī)療儀器廠）。
１．２ 染色工藝
１．２．１常規(guī)工藝染色的上染曲線及染色處方上染曲線：
操作流程：６０℃入染，１５ｍｉｎ后加入氯化鈉，在６０℃下續(xù)染１５ｍｉｎ，升溫至９０℃后加入碳酸鈉；在９０℃固色３０ｍｉｎ，染色完畢降溫冷卻；取出試樣，用冷水洗、皂煮（皂片２ｇ／Ｌ，碳酸鈉２ｇ／Ｌ，９５℃，１０ｍｉｎ，浴比１∶３０）、水洗、烘干。
染色處方：
活性紅Ｋ－２ＢＰ（ｏｗｆ）／％ ２
ＮａＣｌ／ｇ·Ｌ－１ ４０
Ｎａ２ＣＯ３／ｇ·Ｌ－１ ３０
浴 比 １∶４０
１．２．２微波浸染染色工藝流程及染色處方工藝處方：
活性染料（ｏｗｆ）／％ ２
ＮａＣｌ／ｇ·Ｌ－１ ｘ
堿／ｇ·Ｌ－１ ｙ
浴 比１∶４０
工藝流程：按染色處方稱取染料配制染液，充分溶解后放入純棉漂白布，把染杯放入微波爐內(nèi)加熱染色，這期間要加入氯化鈉（到達預(yù)定的加鹽時間停下微波爐，挑起布樣加入鹽攪拌溶解，設(shè)定加熱時間繼續(xù)進行染色）；染色一段時間后取出染杯，把布用玻璃棒挑起后往染液中加入堿劑，再放入微波爐中進行固色。固色完畢后取出試樣，用冷水洗、皂煮（皂片２ｇ／Ｌ，碳酸鈉２ｇ／Ｌ，９５℃，１０ｍｉｎ，浴比１∶３０）、水洗、烘干。
１．３ 測試方法
（１）相對色力度值 采用ＳＦ６００ＸＤａｔａｃｏｌｏｒ測色光譜儀測定染色織物的相對色力度值。
（２）染料上染百分率 用紫外分光光度計在最大吸收波長處測定染色前后染浴的吸光度
（３）摩擦牢度 包括干摩、濕摩，參照ＧＢ／Ｔ３９２０—２００８進行測定。
（４）耐洗色牢度 參照ＧＢ／Ｔ ３９２１—２００８實驗方法Ｃ（３）進行皂洗牢度變色測試。
２ 結(jié)果與討論
２．１ 微波加熱的水浴溫度測定
在燒杯中裝入４０～２００ｍｌ水，調(diào)整微波火力，分別放入微波爐中加熱不同時間，用溫度計測試水溫。該微波爐的額定輸出功率為７００ｗ，微波的發(fā)射頻率為２ ４５０ＭＨｚ，所用的低火、中低火、中火、中高火及高火的加熱功率分別為１１９、２８０、４２０、５９５、７００ｗ。
由表１中數(shù)據(jù)可知，加熱相同時間時微波爐火力越大水溫越高，若采用中火以上火力，水溫很快就會達到１００℃；需要加熱的水量越大，水溫達到１００℃所需的時間越長。因此，采用微波進行染色時，必須根據(jù)染色液的體積選擇合適的微波火力及加熱時間。
低火時由于升溫速度緩慢，只適用于少量溶液的加熱，對于大量溶液的加熱則失去了應(yīng)用價值。由于高火及中高火時加熱升溫速度快，水會暴沸，即使用表面皿蓋在燒杯上面，蒸發(fā)也非常嚴(yán)重，不便于控制；但在實際生產(chǎn)中，對大量的液體進行加熱，可考慮按高火所示的功率進行快速加熱。
２．２ 活性染料Ｋ－２ＢＰ紅微波浸染織物
將１ｇ織物在不同條件下按工藝１．２．２進行染色，不同條件下的染色織物相對色力度值均以常規(guī)水浴鍋加熱條件下同種活性染料濃度為２．０％（ｏｗｆ）時染得的織物相對色力度值為標(biāo)準(zhǔn)進行比較，并用相對色力度值Ｓｔｒ表示。即標(biāo)準(zhǔn)染色布樣相對色力度值為１００％，如果所染的織物顏色比標(biāo)準(zhǔn)樣品深，Ｓｔｒ值大于１００％；色淺，Ｓｔｒ值小于１００％。后面一系列染色織物的相對色力度值測試方法相同。
２．２．１氯化鈉加入時間
分別采用微波低火，中低火和中火加熱染色不同時間后，再加入氯化鈉４０ｇ／Ｌ促染一段時間，加入氯化鈉前后的染色時間共６ｍｉｎ，最后再加入碳酸鈉３０ｇ／Ｌ固色３ｍｉｎ。
由圖１可知，對于不同的微波火力染色加鹽時間需要進行調(diào)整。用低火加熱時，３ｍｉｎ加鹽時的染色效果最好；中低火時，２ｍｉｎ加鹽染色效果最好；中火時，１ｍｉｎ加鹽染色效果最好。采用同一火力加熱時，隨著氯化鈉加入時間的不同，染色織物的相對色力度值不同。比較后發(fā)現(xiàn)，采用低火微波加熱時織物相對色力度值明顯要比中低火和中火的低。這可能是由于采用的是高溫型的活性染料，在相同加熱時間內(nèi)低火升溫速度慢，當(dāng)染色結(jié)束時沒有達到染料上染所需的溫度，從而導(dǎo)致織物的染色效果不佳。因此綜合考慮，后面的實驗采用中低火和中火進行加熱。
在此，還需強調(diào)的是實驗采用的染液體積為４０ｍｌ，如果加熱的染液體積加大，加鹽的最佳時間就要進行調(diào)整，后面的最佳工藝討論也是如此。
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