摘要對稀土在皮革染色過程中的助染作用作了系統研究,并提出了稀土的應用條件及工藝參數。
關鍵詞皮革染色稀土助染
前言
稀土在皮革生產中的應用研究始于20世紀60年代,從對三價鈰硫酸鹽的鞣性研究開始,此后,德國和法國的科研人員對稀土氯化物、硝酸鹽和醋酸鹽的鞣性也做了探索性研究。近年來,國內對稀土的鞣性也進行了大量的研究,認為稀土單獨用于鞣革尚不成熟,但可與鉻、鋁、鋯等進行結合鞣,其效果較好[1]。對稀土在皮革染色過程中的應用研究系國內首創,20世紀80年代,北京、煙臺、江蘇等地的制革廠曾對稀土在皮革染色中的應用做過一些探索,認為稀土助染對改善成革的色澤有所幫助[2]。相對于稀土的鞣性研究,稀土在皮革染色方面的應用研究則要少得多,這方面的研究成果遠不及鞣性研究的成果多。
我國是稀土大國,有著豐富的稀土資源,稀土的應用有著得天獨厚的條件。因此應大力開發稀土的應用。事實上,稀土在皮革染色中有明顯的助染效果,對提高染料的上染率、減少染料用量、降低染色殘液的色度及污染有重要作用。
為推動稀土在皮革工業中的應用,本論文在研究稀土助染機理的基礎上,對稀土在皮革染色中的助染作用也做了大量的研究,提出了稀土助染的應用條件,旨在為生產應用提供理論依據。
1試驗
1.1材料及工藝
鉻鞣羊皮服裝坯革,工業用酸性染料、直接性染料及制革助劑,混合氯化稀土(稀土含量:按氧化物計45.22%)。
染色工藝條件:
液比2.5
溫度45—48℃
時間2h
將坯革按常規工藝回軟、中和后,按上述染色條件,以不同的染料及稀土用量制定染色方案,如表1。染色結束后,通過測定染料的上染率、染色成革的性能及外觀質量的評定來說明結果。
2結果與討論
2.1稀土助染作用的研究
利用不同染料,在染色過程中通過加與不加稀土進行染色,通過比較稀土在不同染料染色過程中的助染效果、上染率及染色過程曲線,可較好地說明稀土的助染作用。
染色是一個復雜的物理化學過程,染料首先向纖維轉移,并在纖維表面吸附,隨后逐漸進入纖維內部將纖維染透,染料在纖維中的滲透與結合狀況將直接影響染色效果。這一效果的好壞可通過染色過程曲線看出。
染色過程曲線,又稱上染速率曲線,是以上染百分率為縱坐標,時間、溫度為橫坐標作圖而得,它能直觀地描述染料的上染特性及助劑的助染效果。
稀土在酸性染料及直接性染料染色過程中均有不同程度的助染效果,從染色過程曲線的對比可以看出:在染色過程的不同階段,稀土助染的上染率通常高于常規染色的上染率,且在整個染色過程中,染色過程曲線都較平滑;而常規染色在溫度較高時,上染率明顯提高,而在低溫時上染率較低。這說明稀土在皮革染色中不僅能提高染料在革纖維上的上染率,還可以使染料在纖維上均勻而緩慢地上染,起到了勻染及緩染的作用。
2.2稀土助染與常規染色的成革性能的比較
染色結束后,測定成革的主要機械性能及染色牢度,結果見表2。從表2可以看出:稀土助染的成革,其機械性能均優于常規染色,其中抗張強度及收縮溫度提高較大,這是稀土的補充鞣制所致;稀土助染的成革的耐干濕擦牢度、耐洗、耐溶劑性能均有不同程度的提高,這說明稀土助染可使染料與纖維的結合更加牢固。
稀土是一種金屬離子,具有一定的活性,可與染料大分子及膠原多肽鏈上的羧基及羥基發生一定的結合,這種結合有可能生成稀土-染料大分子或稀土-染料-膠原大分子結構,這種大分子的形成一方面可延緩染料在纖維上的上染,另一方面可提高染料在纖維上的結合量及牢固程度,因此,稀土助染的皮革其染色堅牢度有所提高。
2.3稀土助染的適宜用量
固定染料用量,增加稀土用量,分別測定其上染率及觀察染色成革的外觀并繪制不同稀土用量與上染率之間的關系曲線(見圖2)。從圖2可以看出,隨著稀土用量的增加,上染率逐漸提高,稀土用量達到0.4%-0.6%后,上染率隨稀土用量的增加提高不大,而染色成品的外觀色澤逐漸加深,其光澤性、鮮艷性下降。
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