牛奶蛋白纖維以牛奶為原料,經(jīng)分離、提純后得到蛋白質(zhì),再與聚乙烯醇縮甲醛接枝共聚而成,屬蛋白質(zhì)纖維。牛奶蛋白纖維集天然纖維(棉、麻、毛、蠶絲)和化學(xué)纖維的優(yōu)點(diǎn)于一體,不僅具有化學(xué)纖維強(qiáng)度高、收縮小、防霉和防蛀的性能,又具有天然纖維柔軟、親膚、吸濕和透氣等優(yōu)點(diǎn)。蛋白質(zhì)與聚乙烯醇縮甲醛聚合后固化,失去了原有的可溶性,在高溫環(huán)境中,其分子結(jié)構(gòu)緊密,水中軟化點(diǎn)高而不溶于水。由于蛋白質(zhì)分子多肽鏈之間以氫鍵相結(jié)合,分子中含有大量易與水結(jié)合的氨基、羥基、羧基等基團(tuán),從而使纖維具有良好的吸濕性和透氣性。另外,牛奶蛋白纖維含有多種人體必需的氨基酸,與人體皮膚的親和性好,具有良好的保健性。
如前所述,牛奶蛋白纖維中含有羥基、氨基、羧基等極性基團(tuán),可采用酸性染料和活性染料染色。本試驗(yàn)采用含α-溴代丙烯酰胺基的Lanasol(蘭納素)染料(Ciba公司),它具有反應(yīng)性高、固色率高、色澤鮮艷、耐曬和濕牢度好等特點(diǎn)。本文就染色工藝參數(shù)對(duì)牛奶蛋白纖維染色性能的影響作較為系統(tǒng)的分析和探討。
1試驗(yàn)儀器
1.1材料與藥品
纖維牛奶蛋白纖維(蛋白質(zhì)含量30%、PVA含量70%)
試劑硫酸亞鐵、氫氧化鈉、助洗劑、硅酸鈉、雙氧水、滲透劑JFC、醋酸、元明粉、氨水、勻染劑Albegal B(均為分析純或化學(xué)純)
染料Lanasol(蘭納素)紅5B,黃4G,藍(lán)8G201
儀器WSD23X型白度儀,723型分光光度計(jì),SW212A型耐洗色牢度試驗(yàn)儀,Y7512A型摩擦色牢度試驗(yàn)儀,YG001A型電子單紗強(qiáng)力儀
1.2工藝
1.2.1前處理
洗滌牛奶蛋白纖維特別細(xì),皮層結(jié)構(gòu)緊密,且在制造過程中吸附了大量的表面活性劑。為便于染色時(shí)染料的吸附和擴(kuò)散,可在溫度70℃、pH值7.5～8的條件下,加洗滌劑處理15～20 min,以洗除纖維表面粘附的表面活性劑,膨潤(rùn)纖維表面皮層。
漂白由于牛奶蛋白纖維本身含有米黃色色素,在染淺色時(shí),需先漂白,以獲得較好
具體工藝:
(1)亞鐵鹽預(yù)處理FeSO4用量20%(owf),溫度70℃,pH值4～5,預(yù)處理35 min。
(2)氧化漂白雙氧水25 g/L,硅酸鈉4 g/L,滲透劑JFC 2 g/L,pH值8～9,浴比1∶50,80℃處理60 min。
1.2.2活性染料染色
采用浸染方式,浴比1∶40,勻染劑Albegal B1%,染料1.5%(owf),用醋酸調(diào)pH值。40℃始染,染10 min后加入元明粉,再將染浴溫度升至規(guī)定溫度,染色60 min。
1.3測(cè)試方法
1.3.1上染百分率的測(cè)定
用分光光度計(jì)測(cè)定最大吸收波長(zhǎng)處染液的吸光度,計(jì)算上染百分率。
式中:Di———染色一定時(shí)間時(shí)染液的吸光度;
D0———空白染液的吸光度。
1.3.2白度測(cè)定
在WSD23X型白度儀上進(jìn)行測(cè)定。
1.3.3固色率測(cè)定
用洗滌法測(cè)定活性染料固色率。
1.3.4色牢度測(cè)定
耐洗色牢度按GB/T 3291.3—1997,在SW212A型耐洗色牢度試驗(yàn)儀上測(cè)定后評(píng)級(jí);摩擦牢度按GB/T3290—1997,在Y7512A型摩擦色牢度試驗(yàn)儀上測(cè)定后評(píng)級(jí)。
1.3.5強(qiáng)力測(cè)定
在YG001A型單紗強(qiáng)力儀上測(cè)定單紗強(qiáng)力。
2結(jié)果與討論
2.1雙氧水漂白對(duì)纖維性能的影響
硫酸亞鐵預(yù)處理和雙氧水漂白對(duì)牛奶蛋白纖維強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)率及白度的影響見表1。
表1牛奶蛋白纖維漂白前后的纖維性能和影響
由表1可以看出,漂白后牛奶蛋白纖維的白度明顯提高,基本消除了染淺色時(shí)對(duì)色光和顏色鮮艷度的影響;但是牛奶蛋白纖維的斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率有不同程度的下降。這主要是雙氧水與亞鐵離子共同作用造成的。在亞鐵等金屬離子存在下,雙氧水會(huì)發(fā)生迅速而復(fù)雜的分解,生成各種自由基,如HO·,它們對(duì)色素雖有破壞作用,但也會(huì)造成纖維損傷。另一方面,纖維上存在的亞鐵離子,會(huì)使纖維局部發(fā)生強(qiáng)氧化反應(yīng),使纖
2.2牛奶蛋白纖維的染色因素分析
紡制牛奶蛋白纖維時(shí),采用牛奶蛋白質(zhì)與聚乙烯醇以15～60∶85～40的比例配料接枝共聚而成。蘭納素活性染料中含有溴丙烯酰胺基,在染色過程中會(huì)產(chǎn)生乙烯砜基,其雙鍵易與纖維發(fā)生加成,從而達(dá)到上染的目的。此外,牛奶蛋白纖維中含有的-NH2、-OH、-COOH、-SH等基團(tuán),能與蘭納素活性染料形成酰胺鍵、亞胺鍵和醚鍵等共價(jià)鍵,因此染料與纖維間的結(jié)合較穩(wěn)定。牛奶蛋白纖維染色的關(guān)鍵在于勻染和提高固色率,并充分洗凈未固著的染料,使染色成品具有優(yōu)異的耐洗性。
2.2.1勻染劑Albegal B用量
活性染料染羊毛時(shí),為防止染料與纖維過早反應(yīng),達(dá)到勻染的目的,需要選用適當(dāng)?shù)膭蛉緞?這類勻染劑大多數(shù)是由季銨鹽與聚氧乙烯醚合成。本試驗(yàn)采用汽巴Albegal B勻染劑。勻染劑的用量與染色深度有關(guān),染色深度增加時(shí)可相應(yīng)增加Albegal B的用量。當(dāng)染料用量<2%(owf)時(shí),加入1%(owf)Albegal B;當(dāng)染料用量>2%(owf)時(shí),加入2%(owf)的Albegal B。
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