自制偶氮染料涤纶织物染色实验设计

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摘要:分散染料是需要在分散剂作用下，在水中呈高度分散形态的染料，适用于合成纤维的染色，新型杂环偶氮染料的开发，特别是针对性改进分散染料色牢度和色光鲜艳度，发展高强度分散染料是新的发展趋势。实验设计应用一种自制的杂环偶氮染料，通过涤纶织物染色实验来表征该染料的染色性能。通过该实验设计训练学生掌握染色及性能表征的方法。

关键词:偶氮染料;涤纶;染色;色牢度

分散染料根据其化学结构主要分为三类:偶氮分散染料、蒽醌型分散染料、杂环结构分散染料［1］。偶氮染料易于合成，在工业化染料中占据重要地位，大部分偶氮染料废水直排会降低水体透光率，影响光合作用，从而破坏生态系统［2］;一部分偶氮染料在还原条件下会分解产生具有致癌、致畸和致突变作用的芳香胺［3］;由于偶氮染料结构稳定，耐酸耐碱性强，很难通过自然降解［4］。蒽醌类的分散染料合成步骤复杂，染料所需的原料对环境的污染较大且难以自行降解［5］。替代产品主要是围绕生产技术优化、环保型染料及新型染料研究开发新的杂环偶氮染料［6］。

1实验部分

1．1实验仪器及材料

主要仪器:ECODYER全能试色机，厦门瑞比;HH－S6型电加热恒温水浴，北京科伟永兴;Datacolor－650计算机测色配色仪，美国Datacolor－650;Y571L型摩擦色牢度仪，莱州电子仪器;GM－4型皂洗色牢度仪，东莞市格美检测。材料及药品:平纹涤纶机织布，市售;杂环偶氮染料，自制;皂粉，上海标准化研究所;木质素、高温匀染剂、亚甲基双萘磺酸钠(NNO)、保险粉、氢氧化钠、碳酸钠、冰乙酸，皆为分析纯，成都科龙。

1．2实验内容

(1)聚酯纺织物分散染料高温高压染色。(2)染料染色性能表征:将待测织物折叠成6层，然后用Datacolor－650测配色仪在不同位置测试3次，测量平均值为织物的K/S值。参照GBT3920－2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》标准，测试干摩擦、湿摩擦染色牢度［7］。将染色涤纶布样品分成大小4cm×10cm，夹在大小一致的纯棉织物与未染色涤纶织物之间，固定后用于皂洗。皂洗工艺为:皂粉5g/L、碳酸钠2g/L、温度60℃、皂洗时间30min。结束后用清水洗并烘干，比对色卡可评价其耐皂洗牢度。

2染色实验

2．1实验准备

(1)织物前处理:裁剪五块5cm×25cm大小的涤纶布，加入适量洗涤剂进行洗净晾干并编号，分别称重。(2)自制偶氮杂环染料:2－氨基苯并噻唑经重氮化反应，与苯酚偶合反应制取，再经重结晶后干燥备用［8］。染料经红外光谱表征［9］，主要成分如图1所示。

2．2染液配比

染液浴比为1∶50，称量每块布的重量，染料用量是织物重量的3%，使用的染色助剂如下表1所示。

2．3染色方法

(1)高温高压染色:该染料采用高温高压染色法，按表1加入染色助剂，用H－12F型ECODYER全能型试色机对纯涤纶平纹织物染色，按2℃/分的速度升温到130℃，染色一小时，开始降温，当温度降到70℃时取出织物［10］。具体工艺曲线如图2所示。(2)还原清洗:采用保险粉2g/L，NaOH2g/L，浴比1∶50，工艺曲线如图3所示［11］。织物浸没在还原清洗液中，在恒温水浴中升温至80℃，并清洗10min。(3)酸洗:配置1g/L的醋酸溶液，按浴比1∶50取液，在60℃恒温水浴，酸洗10min［12］。

3结果与讨论

3．1染料的K/S值

K/S值中，K表示色料吸收系数，S表示色料散射系数，K/S表示染色深度。染料经测试的K/S值较低，表明染料的染色深度一般［13］。L*表示亮、暗，a*表示红、绿，b*表示黄、蓝［14］，由表2可知，L*、b*比较高，布条颜色为明亮的黄色，染料色光鲜艳。2号与3号布样检测结果表明，相较其余两种染色助剂，木质素的加入量不同，对应染色结果变化相对较明显。

3．2染料各项牢度测试

从表3可以看出，各染色试样的耐干、湿摩擦牢度，耐皂洗牢度都较好，综合分析上述测试色牢度值，以4号布最好，2号布最差，说明高温匀染剂加入量对织物色牢度的影响，即添加到2号样品染液中的高温匀染剂量不足［15］。加入NNO与否，对于K/S值和实验所测试色牢度值影响并不明显。

4结语

利用自制的杂环偶氮染料进行涤纶织物染色实验，通过表征织物染色基本性能来探讨该染料的可染性。实验结果表明该自制染料可以用于涤纶织物高温染色，助染剂配置不同的5个试样，染料的K/S值都在14左右，染色深度不够，但L*、b*值约为70左右，说明颜色鲜艳。经染色布样实际外观呈明亮的黄色。染色试样干摩擦、湿摩擦牢度，皂洗牢度普遍都在4到5级，具有良好的色牢度。5个试样之间K/S值与色牢度差异并不明显，说明实验设置的因素:分散剂、NNO、高温匀染剂的添加量对染色性能影响不显著，其中以NNO的影响最小;分散剂木质素对染色得色深度、高温匀染剂对染色色牢度有一定影响。通过该实验设计使学生熟悉分散染料应用基本条件，掌握分散染料染色基本工艺及染色性能表征的基本方法。

作者：肖红艳 任二辉 杨琴 单位：四川大学