1、羊毛鉻媒染料染色助劑的研究隋淑英王培政王金泉李凌云目前應用于羊毛染色的染料主要有酸性染料、酸性媒介染料、金屬絡合染料及活性染料等，其中酸性染料和媒介染料使用較多。羊毛及其織物的常規染色在沸騰或接近于沸騰的溫度下進行，以利于染料的上染和在纖維中的擴散。同時，由于羊毛纖維之間染色性能有差異，同一根纖維不同部分的染色性能也有差異，在染色的初期階段容易造成上染不勻。為了獲得均勻的染色產品，必須經過相當長的沸染時間，特別是酸性媒介染料。酸性媒介染料的用量占羊毛用染料總量的30%，具有價廉、優異的濕牢度和高得色量的優點，但也有以下缺點：染色過程復雜、染色時間長(57h)、能耗大、設備利用率低、羊毛損傷嚴重

2、。多年來，世界各國的研究者競相研究酸性染料和媒介染料的低溫、快速染色助劑和工藝，取得了令人滿意的進展。國內也對羊毛的低溫染色工藝做過大量研究，在低溫染色方面取得了一定的進展，但縮短時間方面尚沒有令人滿意的結果。我們通過大量試驗研究開發了快速低溫多功能羊毛染色助劑SFR-502，及其相應的應用工藝，主要思路是圍繞快速、低溫來考慮，取得了滿意的效果。1鉻媒染料染色基本原理染料從染液上染到纖維上并染著于纖維，共有4個過程，即染料自染液向纖維表面擴散、染料吸附于纖維表面、染料自纖維表面向纖維內部擴散及染料固著于纖維，而影響上染速率的關鍵是染料在纖維內部的擴散速率。染料在纖維內的擴散可近似地用Fick公

3、式表示：ds/dt=-D.dc/dx(1)，式中：ds/dt擴散速率；dc/dx染料的濃度梯度；D擴散系數。染料擴散要克服阻力，所需要的能量稱擴散活化能，其與溫度的關系為：LnD=A-E/RT(2)，式中：E擴散活化能；T絕對溫度；R氣體常數；A常數。由于羊毛纖維角朊中含有12%左右的胱氨酸，其結構為：在羊毛纖維表面形成交聯程度很高的二硫鍵，阻礙了染液對纖維的滲透和擴散，使其上染速率下降。從式(2)中可知，提高溫度，降低擴散活化能均有利于提高擴散速率，多采用長時間沸煮的方法來提高上染速率和勻染性。但是羊毛纖維在高于80的濕熱條件下，即開始受到損傷，特別是在沸點下長時間處理，分子鏈會發生斷裂，纖

4、維分子間的交鏈(包括氫鍵、二硫鍵等)部分地拆散，纖維強力下降，同時生成部分硫氨酸，硫氨酸導致羊毛泛黃。要使之低溫可以染色，必須降低染色活化能，提高染料在纖維中的擴散系數。SFR-502的作用是在不影響染色色光、牢度的前提下，盡量縮短高溫染色時間，降低染色溫度，提高鮮艷度，從而節約能源，減少纖維損傷。2染色工藝試驗2.1試驗材料媒介染料：媒介藍SE、媒介棕RH、媒介黃2G。染色試樣：散毛、毛條、純毛華達呢。2.2染色工藝條件(1)常規染色工藝條件見圖1。(2)SFR-502染色工藝條件見圖2。圖1常規染色升溫曲線注：A-元明粉5%(owf，下同)；D-硫酸(98%)0.2%；B-醋酸(98%)2

5、%；E-紅礬1%；C-染料2%。圖2SFR-502染色升溫曲線注：A-冰醋酸(98%)3%，SFR-502 2%(owf，下同)；D-甲酸1%，紅礬0.9%；B-染料2%；E-SFR-502 1.7×0.9%；C-甲酸1.7%。2.3試驗結果不同工藝染色試驗結果見表1、表2。表1常規染色試驗結果表2SFR-502染色工藝試驗結果3結果與分析SFR-502在羊毛染色過程中具有以下作用：(1)SFR-502對染料有解聚作用，提高上染百分率。SFR-502中的酰胺基極易和染料分子發生氫鍵結合，也能和水分子發生氫鍵締合，從而減少染料分子間本身的聚集，增加了染液中的染料分子的有效濃度，也就增加

6、了染液中和吸附在纖維上的染料濃度梯度，使吸附在纖維上的染料濃度增加，這就增大了纖維表面和纖維內部的染料濃度梯度，由(1)式可知，擴散速率將加快。在染料向纖維內部擴散的同時，分散在染液中的染料迅速補充吸附到纖維表面，從而提高染料的上染百分率。(2)降低染色溫度。SFR-502可以在低溫下對羊毛進行染色，該助劑為2個組份，添加到染浴中后可以形成自由基，該自由基可以使染料和纖維的氨基和氫基的位置上形成自由基，這樣就增加了纖維表面的吸附活性，其吸附能力比通常纖維表面要大得多。其次，該助劑在染浴中可以形成能逐漸促使纖維膨潤的酸類，促使吸附的染料擴散入纖維內部來提高染色速率。(3)縮短染色的時間。SFR-

7、502可以大幅度縮短染色時間，并仍能達到較高的上染速率。該助劑為無機鹽類，在水溶液中電離出的陽離子可以與染料的陰離子結合生成不溶于水的染料懸浮體，羊毛纖維對這種染料懸浮體的吸附速度比原來溶于水的染料分子或離子要快得多，當高溫時，不溶性的染料懸浮體轉化為可溶性，能夠很快擴散入纖維內部，提前完成染色過程，達到快速染色的目的。(4)勻染、增艷作用。SFR-502使染料具有一定的遷移性，即使在低溫時也能均勻快速上染，且能使染色色澤鮮艷，染色深度增加，可節約染料。(5)降低染色廢水中鉻離子。酸性媒介染料的一個主要缺點是廢水中含有鉻離子，六價鉻毒性很高，三價鉻次之，增加了環境污染。我們對比了常規染色工藝和SFR-502染色工藝廢水中鉻含量。表3染色廢水中鉻含量4結束語SFR-502羊毛染色助劑對羊毛的媒介染料染色具有高效多功能的效果，降低染色溫度(染色溫度由1