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蛋白質纖維染色

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大豆蛋白纖維是一種由改性的大豆蛋白與聚乙烯醇共聚而成的人造纖維,在紡絲過程中經交聯處理。影響大豆蛋白纖維染色性能的主要因素有:紡絲時大豆分離蛋白和PVA的混合比例、單絲細度、表面積、纖維內的孔隙尺寸和有效容積、耐酸鹼性、耐濕熱性能、前處理方法和條件等。根據目前的研究,酸性、中性、活性染料比較適合大豆纖維的染色。本文主要探討活性染料對大豆蛋白纖維染色中各因素對上染百分率的影響。

1 蛋白質纖維染色 -蛋白質纖維染色

羊毛、蠶絲以及其他天然和再生蛋白質纖維都是親水性纖維,其氨基和羧基可分別以-NH幦和-COO-離子形式,與陰離子或陽離子染料結合,還能與活性染料形成共價鍵結合。蛋白質纖維不耐鹼,染色宜在酸性或近中性染液中進行。常用的染料有酸性、酸性媒染、酸性含媒、直接性和活性染料等。
  

羊毛染色  羊毛表層具有結構較緊密的鱗片,染料較難擴散通過,因此染色一般在近 100℃的溫度下進行。
  

酸性染料是能對蛋白質纖維直接上染的陰離子染料,其化學結構大多屬偶氮和蒽醌類,也有一些屬其他結構類別。酸性染料色譜齊全,品種眾多。根據羊毛染色時所需酸性的強弱,酸性染料按強酸性、弱酸性和中性染浴染色分為三類。強酸性染浴染色的染料分子量較小,水溶性、勻染性良好,水洗牢度較差,稱為勻染性酸性染料。染色在加有硫酸pH為2.5~4的染浴中進行,從60℃左右開始逐步升溫至沸,續染1小時左右。染浴中可加入硫酸鈉或食鹽,以增進勻染。弱酸性染浴染色的染料分子量較大,水溶性較低,水洗牢度較好,勻染性較差。染色在加有醋酸pH為5~6的染浴中進行。中性染浴染色的酸性染料分子量更高,水洗牢度良好,勻染性很差,在pH6~8的染浴中上染。弱酸性和中性染浴染色的酸性染料耐毛織物的縮絨加工,又稱為耐縮絨性染料。在染浴中加入硫酸鈉或食鹽不僅無勻染作用,反能引起促染,宜選用適當的表面活性劑增加勻染性。在酸性染浴中,纖維因羧基的離解受到抑制而帶正電荷,簡單陰離子在纖維中比染料陰離子擴散快而先與-NH幦結合,但染料陰離子對纖維的親和力比簡單陰離子高,因而逐漸取代後者。染料與纖維間除了離子間的庫倉引力結合,還存在范德華引力與氫鍵的結合。在耐縮絨性酸性染料染色中,后兩種結合形式更為重要。
  

酸性媒染染料是能與金屬離子絡合形成螯合結構的一類染料。參加絡合的金屬鹽稱為媒染劑,一般是鉻鹽,這類染料又稱鉻媒染料。日晒牢度優良,水洗牢度良好,色澤鮮艷度較差。它們大多數具有偶氮結構,按其配位體結構可分為兩種類型。一類是配位基在分子末端,偶氮基不參加絡合反應,主要有黃、橙顏色,它們和金屬離子絡前後的色澤變化較小;另一類是偶氮基和其相鄰的2個羥基或1個羥基和 1個羧基參加絡合反應。這類染料和金屬離子結合前後的色澤變化較大,日晒牢度較高。在染色過程中,媒染劑重鉻酸鹽的6價鉻在纖維上逐漸被羊毛或染料基團還原成3價鉻,並與染料、纖維絡合形成螯合物染著在纖維上。按照媒染劑的處理工序,染色方法可分為預媒染、同浴媒染和后媒染三種:
  

① 預媒染色法:將紡織物先用重鉻酸鉀的酸性溶液處理60~90分鐘,洗去多餘的重鉻酸鉀后,再在染料的酸性染浴中染色,其工藝與酸性染料染色相似。此法工藝過程比較複雜,目前應用較少。
  

② 同浴媒染法:將紡織物放入含有鉻媒染劑和染料的染浴中染色。通常在染浴中加1:2的重鉻酸鉀-硫酸銨混合物,染色工藝和酸性染料染色類似。此法工藝過程簡短,染深色時摩擦牢度較差,適用的染料品種有一定限制。
  

③ 后媒染法:紡織物先用酸性媒染染料在弱酸性浴中染色,然後用鉻媒染劑處理,工藝與酸性染料染色相似。此法透染較好,是常用的媒染方法,適用於深藍、黑等深色品種。
  

酸性含媒染料是一類已經與媒染劑金屬離子形成螯合結構的染料。按金屬離子和染料螯合的分子比,有1:1和 1:2兩種類型。它們的染色工藝與酸性染料的染色類似。1:1的染料,在pH2~2.4強酸性染浴中染色,日晒牢度良好,色澤比酸性媒染染料鮮艷,比酸性染料稍差;常用的1:2型染料在pH6~7近中性染浴中染色,水洗牢度比1:1型好,色澤鮮艷度不及1:1型染料。
  

活性染料能和羊毛的-NH2、-SH以及-OH等基團形成共價結合,染色產品有優良的水洗牢度,色澤也較鮮艷。活性染料與纖維反應條件隨染料分子中所含活性基團的性質而異,染色工藝條件也不相同。例如,具有α-溴代丙烯醯胺活性基(-NHCOCBr=CH2)的活性染料在pH為4.5~5的染浴中逐步升溫上染,最後在近沸溫度下續染45分鐘左右,使與纖維充分反應。如果染料的活性基團反應活潑性太高,而擴散性能較低,在上染過程中會與水反應而失去與纖維的反應能力。
  

蠶絲染色  蠶絲無鱗片層,染料的上染速率較快,在濕熱條件下纖維較易擦傷。蠶絲染色主要用酸性、直接性、酸性含媒和活性染料等。酸性染料宜選用弱酸性染浴染色的品種,染色工藝與羊毛相似。染后常用陽離子等固色劑處理,以提高產品的水洗牢度。直接染料染色是在中性染浴中進行,染后也經固色處理。活性染料能與蠶絲的-NH2、-OH等基團形成共價結合,可獲得良好的水洗牢度,適用的品種以及染色工藝與羊毛染色類似。
  

其他蛋白質纖維適用的染料種類和染色工藝,與羊毛、蠶絲纖維的相似。

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