分散型阳离子染料对ECDP的染色性能.pdf

常温常压可染涤纶（ECDP）是指在传统聚酯二元单体的基础上，通过引入磺酸基和聚乙二醇等柔性单体，疏松纤维分子结构，增大纤维非结晶区，提高纤维活性，能使阳离子染料与其阴离子磺酸基团以离子键的形式结合着色1。分散型阳离子染料是一种新型阳离子染料，其将共轭型或隔离型阳离子染料的阳离子端用阴离子基团封闭制成，随着染色温度的升高，封闭作用逐渐减弱，阳离子端逐渐释放，起到缓染作用2。本实验主要研究分散型阳离子染料对ECDP染色性能的影响。具体描述ECDP在不同温度下的上染速率曲线，拟合动力学方程，计算动力学参数，探讨ECDP在不同温度和匀染剂用量下的上色率、K/S值、匀染性以及优化工艺后的色牢度。1实验1.1材料与仪器材料：ECDP（桐昆集团股份有限公司），分散型阳离子金黄SD-GL（浙江闰土股份有限公司），柠檬酸、柠檬酸钠、匀染剂十二烷基二甲基苄基氯化铵1227（上海源叶生物科技有限公司）。仪 器：Smartliquor 在 线 染 浴 监 测 系 统（瑞 士MATHIS公司），HTC-1型染色机（靖江市华夏科技有限公司），UV-8000型紫外-可见分光光度计（上海精密仪器仪表有限公司），CS-826型分光测色仪（杭州彩谱科技有限公司）。1.2染色动力学实验取ECDP 1 g，用pH为5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液配制含2%（omf）分散型阳离子染料的染液，并置于在线染浴监测系统。升温至指定温度，迅速投入纤维（浴比1 1 000），恒温染色150 min，从在线染浴监李建邺1，刘祖见2，俞洋2（江苏嘉通能源有限公司，江苏如东 226400）摘要：为提高ECDP的染色性能，系统研究分散型阳离子染料对ECDP的染色动力学和染色工艺。结果表明，分散型阳离子染料对ECDP的上染过程遵循准二级动力学吸附理论。优化染色工艺为：温度100，匀染剂1227用量0.5%（omf），染色织物的各项色牢度均达到服用要求。关键词：ECDP；分散型阳离子染料；染色性能中图分类号:TS193文献标志码:B文章编号:1004-0439（2024）02-0042-03Dyeing performance of dispersed cationic dyes on ECDPLI Jianye,LIU Zujian,YU Yang(Jiangsu Jiatong Energy Co.Ltd.,Rudong 226400,China)Abstract:In order to improve the dyeing performance of ECDP,the dyeing kinetics and staining processof dispersed cationic dyes on ECDP were systematically studied.The results showed that the dyeing processof dispersed cationic dyes on ECDP followed the quasi second order kinetic adsorption theory.The optimizeddyeing process was as follows:temperature 100,dosage of leveling agent 1227 0.5%(omf),and all colorfastness of the dyed fabric met the requirements for wearing.Key words:ECDP;dispersed cationic dyes;dyeing performance分散型阳离子染料对ECDP的染色性能收稿日期：2023-06-30作者简介：李建邺（1995），男，江苏滨海人，助理工程师，硕士，主要研究新型纤维生态染整加工技术。印 染 助 剂TEXTILE AUXILIARIESVol.41 No.2Feb.2024第41卷第2期2024年2月2期测系统导出恒温上染速率曲线。1.3测试上色率：采用分光光度计按照 GB/T 23976.12009染料 上染速率曲线的测定 上色率测定法 中水溶性染料的实验方法进行测试。K/S值：采用分光测色仪在D65光源、10观测角下测试，每个样品测试10次，取平均值。匀染性：测试 ECDP上任意 10个点的 K/S值，计算平均值的标准偏差，即相对不匀度。耐人造光色牢度：参考 GB/T 84272019 纺织品 色牢度试验 耐人造光色牢度：氙弧 进行测试。耐摩擦色牢度：参考 GB/T 39202008 纺织品色牢度试验 耐摩擦色牢度 进行测试。耐皂洗色牢度：参考 GB/T 39212008 纺织品色牢度试验 耐皂洗色牢度 中C（3）的实验方法进行测试。2结果与讨论2.1ECDP的染色动力学2.1.1上染速率曲线由图 1 可以看出，上染初期，ECDP 迅速吸附染料，但是随着染色时间的延长，染料吸附量增加平缓，并逐渐趋于平衡，达到染色平衡后，纤维也同时达到吸附饱和，纤维上的染料量不再增加3。这是由于染色初期阶段染液的浓度较大，但是随着染色时间的延长，染液浓度变小，纤维上的染座也减少，染色逐渐达到平衡4。2.1.2动力学方程拟合将分散型阳离子金黄 SD-GL 上染 ECDP 的数据5通过origin画图软件按照准二级动力学吸附模型进行上染速率曲线拟合，拟合曲线如图2所示，准二级动力学参数见表 1。由图 2 可以看出，在 90、95、100 恒温染色下，线性回归系数 R2大于 0.99。由此可见，分散型阳离子染料对ECDP的上染过程遵循准二级动力学吸附理论6。由表 1可知，随着温度的升高，ECDP的平衡上染量增加，反应速率常数k2增加，半染时间 t1/2缩短。这是由于温度升高，纤维膨胀加大，热运动加快，更快地达到吸附饱和7。2.2ECDP染色工艺优化2.2.1染色温度取ECDP 50 g，用pH为5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液配制1%（omf）分散型阳离子染料的染液（浴比1 10）。将染液置于染色机，加热至50，投入ECDP，并以0.8/min升温至指定温度，保温120 min。染色结束后收集染色残液，测试上色率和K/S值。由图3和图4可以看出，分散型阳离子染料上染ECDP的上色率和K/S值随着染色温度的升高而提高并趋于平衡。100105 的上色率和K/S值增加平缓，因此优化染色温度为100。上染量/（mgg-1）3039612O120151506090染色时间/min90；95；100 图1不同温度下的上染速率曲线t/Ct/（mingmg-1）3039612O120151506090染色时间/min90；95；100 图2不同温度下的拟合曲线温度/9095100线性回归方程y=0.079 52x+2.666 0y=0.064 25x+0.956 9y=0.063 44x+0.742 4回归系数R20.991 80.995 50.996 8上染量/（mgg-1）12.5815.5615.76k210-3/（gmg-1min-1）2.374.325.42t1/2/min33.5414.8911.70表1不同温度下的准二级动力学参数上色率/%8590100100110809590105807060染色温度/图3染色温度对上色率的影响李建邺，等：分散型阳离子染料对ECDP的染色性能43印染助剂41卷2.2.2匀染剂用量取ECDP 50 g，用pH为5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液配制1%（omf）分散型阳离子染料的染液（浴比1 10）。将染液置于染色机，加热至50，投入ECDP，并以 0.8/min 升温至 100，保温 120 min。染色结束后收集染色残液，测试匀染性、上色率和K/S值。由图5可知，分散型阳离子染料上染ECDP的相对不匀度随着匀染剂1227用量的增加而降低并趋于平缓。这是由于匀染剂 1227 优先占领 ECDP 的染座，大大降低初染率，起到匀染作用8。由图6和图7可以看出，分散型阳离子染料上染ECDP 的上色率和 K/S 值随着匀染剂 1227 用量的增加而降低。这是由于匀染剂1227与染料竞争染座，使染料在纤维上的染座减少8。加入0.5%3.0%（omf）匀染剂后，上色率和K/S值大幅降低，因此优化匀染剂1227用量为0.5%（omf）。2.3色牢度固定染液pH为5，温度为100，匀染剂1227用量为 0.5%（omf），染料用量为 1%（omf），保温时间为120 min，测试染色织物的色牢度，结果发现染色织物的耐皂洗色牢度为 4级，耐人造光色牢度为 5级，耐干摩擦色牢度为 45级，耐湿摩擦色牢度为 4级。染色织物的各项色牢度均在4级以上，达到服用要求。3结论（1）分散型阳离子染料上染ECDP的上色率以及K/S值随着温度的升高而增加并趋于平衡。分散型阳离子染料上染ECDP的相对不匀度、上色率和K/S值随着匀染剂1227用量的增加而降低。（2）分散型阳离子染料对ECDP的上染过程遵循准二级动力学吸附理论。（3）根据染色动力学理论，优化染色工艺为：温度 100，匀染剂 1227用量 0.5%（omf）。此时染色织物的各项色牢度均达到服用要求。参考文献：1杨正华,陈鑫涛,梅海霞,等.ECDP纤维染色性能的研究J.染整技术,2021,43(8):16-18,45.2顾宇洁,于梅,陈雷,等.分散型阳离子荧光染料J.印染,2019,45(14):41-44.3韩春艳,季轩,李映,等.常压易染阳离子聚酯纤维染色动力学性能研究J.针织工业,2020(3):43-47.4王亚辉,李辰宇,梁春光,等.安诺素红DS对尼龙56纤维的染色动力学研究J.纺织科学与工程学报,2022,39(2):43-47.5黄连香,王祥荣.板栗壳色素对锦纶织物的染色动力学J.印染助剂,2021,38(7):25-28.6李建邺,王祥荣.醋青纤维的阳离子染料染色性能J.印染,2020,46(9):19-23.7黄连香,王祥荣.锦纶织物的茜草色素染色性能J.印染,2021,47(6):30-34.8赵酒泉.阳离子染料可染改性涤纶纤维染色的研究J.染料与染色,2011,48(6):23-25.K/S值8539612105151109590800100染色温度/图4染色温度对K/S值的影响相对不匀度0.2O0.40.60.80.51.01.52.02.53.0匀染剂用量/%（omf）图5匀染剂用量对匀染性的影响上色率/%7080901000.51.01.52.02.53.0600匀染剂用量/%（omf）图6匀染剂用量对上色率的影响K/S值369120.51.01.52.02.53.0O匀染剂用量/%（omf）图7匀染剂用量对K/S值的影响44