摘 要:探討了在微波加熱條件下,陽(yáng)離子染料染腈綸時(shí),各種因素對(duì)染色深度的影響,并比較了常規(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(duì)織物強(qiáng)力和尺寸的影響.研究結(jié)果表明:采用微波加熱進(jìn)行腈綸織物的染色可以大大縮短染色時(shí)間,而且染色性能和常規(guī)染色工藝相近.
微波是一種電磁波,對(duì)陶瓷、玻璃、塑料等具有可穿透性,但對(duì)金屬具有反射性.微波加熱具有選擇性,對(duì)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(shí),只是使被加熱的物體升溫,周?chē)目諝夂脱b置除由于物體本身的熱傳導(dǎo)和空氣對(duì)流加熱外不會(huì)被微波加熱,熱損失少.熱效率高.微波加熱時(shí)被加熱物質(zhì)的內(nèi)外分子可同時(shí)發(fā)生共振,內(nèi)外一起加熱,處理效果很均勻.微波對(duì)極性的水、染料及助劑分子也有作用,可加快分子的振動(dòng),加快染化料的溶解及其向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散.同時(shí)微波使一些反應(yīng)的活化能降低,使其原來(lái)按傳統(tǒng)加熱方式需較長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間的反應(yīng)時(shí)間縮短.『1_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,但已顯示出明顯的優(yōu)越性:加熱速度快、均勻、有選擇性,節(jié)能高效,易于控制、便利.
在我國(guó)化纖工業(yè)中,仿毛型織物主要以腈綸為主要原料.腈綸外觀蓬松、手感柔軟,具有良好的耐光、耐氣候性,其彈性和保暖性可以和羊毛媲美,腈綸的優(yōu)良性能使其在服裝、服飾、產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用.【4]腈綸纖維或織物的染色通常采用浸染方式,而且在染色溫度低于其玻璃化溫度時(shí),染料幾乎不上染,整個(gè)染色周期長(zhǎng),能源消耗大.研究微波技術(shù)在腈綸染色中的應(yīng)用具有重大的現(xiàn)實(shí)意義.
1試驗(yàn)
1.1材料及儀器
織物:腈綸織物(12針單面,編織);試劑及染料:醋酸、醋酸鈉、勻染劑1227、陽(yáng)離子紅FBLS、陽(yáng)離子藍(lán)X—BL、陽(yáng)離子嫩黃X一8GL.
儀器:722N可見(jiàn)光分光光度計(jì)f上海精密科學(xué)儀器有限公司),P70D2OTL—D4微波爐(額定輸出功率為700 W
212型生物顯微鏡.
1.2染色工藝
1.2.1腈綸常規(guī)工藝f水浴鍋加熱)染色染色配方:織物l 陽(yáng)離子染料1%(owf),醋酸0.25g/L,醋酸鈉O.1?。蹋瑒蛉緞保玻玻贰。希埃怠。纾?,浴比1:40.
1.2.2微波加熱染色工藝流程:織物潤(rùn)濕一微波染色一水洗一晾干一測(cè)色
染色配方:陽(yáng)離子染料y%(owf),醋酸0.25?。纾蹋姿徕c0.1 g/L,勻染劑1227 0.05?。纾?,浴比1:20~1:100.1-3測(cè)試
相對(duì)色深(Str值):采用SF6OOX?。模幔簦幔悖铮欤铮蛑奚庾V儀測(cè)試.
上染百分率:用紫外分光光度計(jì)在最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)定染色前后染浴的吸光度,按公式計(jì)算 染百分率=(1-A?。?。)×100%,式中:A。為原液吸光度 為染色
后殘液的吸光度.
摩擦牢度:參照GB/T 3920—2008測(cè)定.
耐洗色牢度:參照GB/T?。常梗玻薄玻埃埃笇?shí)驗(yàn)方法C(31進(jìn)行皂洗牢度變色測(cè)試.
斷裂強(qiáng)力:參照GB/T?。常梗玻场保梗梗罚徔椘房椢锿?/span>
伸性能第1部分:斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)的測(cè)定條樣法》測(cè)試.
2結(jié)果與討論
2.1 微波加熱的水浴溫度
從表1可知,加熱時(shí)間相同'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(huì)達(dá)到100(℃:需要加熱的水量越大,水溫達(dá)到100℃所需的時(shí)間越長(zhǎng).因此,采用微波進(jìn)行染色時(shí),必須根據(jù)染色液的體積選擇合適的微波火力及加熱時(shí)間.
2.2影響陽(yáng)離子紅FBL染腈綸織物相對(duì)色深的因素將1g織物在不同條件下按工藝1.2.2進(jìn)行染色,
不同條件下的染色織物色深均以常規(guī)水浴鍋加熱條件下同種陽(yáng)離子染料用量[1%(ow01時(shí)染得的織物色深為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,并用相對(duì)色深st
2.2.1微波火力及處理時(shí)間
由圖l、圖2可以看出,低火加熱12?。恚椋顣r(shí)相對(duì)色深可以達(dá)到100%,而在中低火、中火、中高火和高火下染色5 rain即可以達(dá)到100%;相同火力條件下,
染色時(shí)間越長(zhǎng)顏色越深;相同時(shí)間條件下,火力越大染的顏色越深;時(shí)間越長(zhǎng),不同火力條件下染的色深相差越?。蚴腔鹆υ酱螅疁厣迷娇?;相同火力下,染色時(shí)間越長(zhǎng),水溫也越高,因此腈綸越早到達(dá)玻璃化溫度或在玻璃化溫度以上的染色時(shí)間越長(zhǎng),染的
顏色越深.另外,染色織物要達(dá)到相同色深,微波染色 I 藝比常規(guī)染色工藝的染色時(shí)間要少得多,說(shuō)明微波染色可以大大地節(jié)省能源.
2.2.5 常規(guī)染色和微波染色的上染速率曲線比較比較圖7和圖8可知,微波染色的上染速率曲線形狀同常規(guī)染色相近,都有一個(gè)拐點(diǎn),即到達(dá)此染色時(shí)間時(shí),染浴溫度達(dá)到了腈綸的臨界染色溫度,上染百分率增加很快.另外,在染色后期兩種染色方法的上染速率都減慢,最后接近上染平衡.
2.3微波對(duì)不同顏色染料染色的影響
由圖9可知,染色4?。颍幔椋詈螅撤N染料的Str值都增加很快,6?。恚椋詈箨?yáng)離子嫩黃X一8GL的Str值變化很小,說(shuō)明此染料上染速度快,很快達(dá)到染色飽和值;陽(yáng)
離子藍(lán)X—BL與陽(yáng)離子紅FBL在染色1l?。颍幔椋詈筮€未達(dá)到染色平衡,但陽(yáng)離子藍(lán)的str值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)100%.說(shuō)明染料不同與腈綸纖維之間的親和力不同,卜|染速度 不一,微波對(duì)其影響程度也相異,所以在拼色時(shí)需要充分考慮它們的配伍性.
2.4其他性能
2.4.1 染色牢度由表2可看出,用微波方法染的織物皂洗牢度及摩擦牢度與常規(guī)方法染的織物牢度都很好,均達(dá)4~5級(jí)及以上,并且深色織物的皂洗牢度比淺色織物稍微善 .
2.4.2透染性
從染色織物的不同位置抽取纖維放人哈氏切片器中,涂上火棉膠,均勻切?。玻啊常稀。砗穸鹊睦w維
察并拍照.從圖10、圖l1可以看出,微波輻射加熱進(jìn)行染色的腈綸纖維透染性與常規(guī)差別不大.另外,微波染色后很多腈綸纖維的橫截面由原來(lái)的犬骨形變成圓形,但常規(guī)染色的織物橫截面變化很?。⒉ㄗ鳛橐环N電磁波,是一種交變的電磁場(chǎng),微波加熱有利于染化料
的溶解及其向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散,從而能在很短的染色時(shí)間內(nèi)完成染料對(duì)織物的透染.I?。伞‘愋卫w維相對(duì)于惻形纖維來(lái)說(shuō),其表面張力大,處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀忿,在微波染色時(shí),纖維內(nèi)部大分子瞬間獲得大量能量,為使纖維的內(nèi)能降低,纖維內(nèi)部的大分子勢(shì)必會(huì)迅速進(jìn)
行超分子結(jié)構(gòu)的調(diào)整,從而導(dǎo)致其截面成圓形,因?yàn)閳A形的橫截面從熱力學(xué)角度來(lái)看是物質(zhì)的最穩(wěn)定狀態(tài) 青綸纖維的橫截面發(fā)生改變會(huì)影響到纖維的使用性能,因此微波對(duì)纖維結(jié)構(gòu)的影響還有待于進(jìn)~步的研究.
2.4.3拉伸斷裂強(qiáng)力
稱(chēng)取多塊織物(每塊5?。纾?,分別在染料用量1%(owt)、浴比1:40,低火條件下用微波染色,水洗烘干后撕去毛邊,使其尺寸符合50?。恚恚常埃啊。恚?,再進(jìn)行斷裂強(qiáng)力測(cè)試,結(jié)果如表3所示.
3結(jié)論
(1)相同火力和浴比條件下,染色時(shí)間越長(zhǎng),顏色越深;相同時(shí)間條件下,火力越大,顏色越深,浴比越小,顏色越深;pH越小,得色越淺;相同條件下染色,微波對(duì)不同結(jié)構(gòu)的染料影響不同.
(2)與常規(guī)染色法相比,微波染色更節(jié)省時(shí)間和源,且染色牢度和透染性與常規(guī)染色相似.微波會(huì)使織物的強(qiáng)力稍有下降.
(3)微波染色會(huì)改變?nèi)切碗婢]纖維的橫截面.
參考文獻(xiàn):
[1]侯海濤.微波染色【JJ_針織工業(yè):2004,6(3):81.
[2]展義臻,趙雪.微波技術(shù)在紡織品染整加工中的應(yīng)用[J】-印染助劑,2009,26(7):6—10.
[3】薛文良,程隆棣,李艷.微波技術(shù)在現(xiàn)代紡織工業(yè)中的應(yīng)用lJ1.紡織導(dǎo)報(bào),2006(4):24—25.
[4]金離塵.我國(guó)腈綸工業(yè)發(fā)展[J1.合成纖
【5]最新染料使用大全編寫(xiě)組.最新染料使用大全[MI.北京:中國(guó)紡織出版社,1996:180.