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羟丙基瓜尔胶在活性染料印花中的应用

发布日期:2015-01-17 11:49:55
羟丙基瓜尔胶在活性染料印花中的应用研究
羟丙基瓜尔胶在活性染料印花中的应用:
羟丙基瓜尔胶在活性染料印花中的应用,比较了羟丙基瓜尔胶和海藻酸钠印花糊料的粘度性能及棉织物活性染料印花效果。结果表明, 羟丙基瓜尔胶成糊率高,PVID值比海藻酸钠印花糊料低,更接近平网印花对糊料粘度的要求,且耐酸碱性更 强。羟丙基瓜尔胶糊料印花织物的K/S值与海藻酸钠糊料的接近,且摩擦牢度较好,可以部分代替海藻酸钠 作为印花糊料,并可降低生产成本。
近年来,海藻酸钠资源紧张,价格日趋上涨,使 印花成本不断提高,直接影响到生产厂家的经济效 益。因此,寻找海藻酸钠的理想替代品,不但可以改 善印花性能,也可以降低生产成本。瓜尔豆胶及其 衍生物因来源较广,成本较低,并在食品、造纸工业 已有较广泛的应用,而其本身的物理性能和化学性 能都较为符合活性染料印花糊料的要求,具有_定 的研究价值。
1实验部分
1.1糊料性能测试
对影响海藻酸钠、羟丙基瓜尔胶糊料粘度的因 素进行分析、比较。
1.2印花试验
采用40x40A33x 100全棉府绸织物进行全料法 印花,即将染料与其它助剂同时加入印花色浆中, 印花、烘干后,进行固色处理,再洗除未固着的染料 和糊料。
全棉府绸织物印花工艺流程:调浆—印花—烘干(60丈)—汽蒸(103丈,10 min)—冷水洗—热水 洗一>•皂煮(合成洗涤剂5 g/L,沸煮10 min) —>•热水 洗—冷水洗—晾干 1.3印花效果测试
对印后织物进行耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢 度、耐汗渍牢度测试,按国家标准评级。
2结果与讨论
2.1影响原糊粘度的因素 2.1.1原糊质量分数的影响
海藻酸钠和羟丙基瓜尔胶质量分数不同,粘度 均会发生变化。实际生产中,应根据所需糊料的粘 度来确定糊料中海藻酸钠或羟丙基瓜尔胶的含量。 为了试验具有可比性,分别配置3%、5%、6%和7% 的海藻酸钠以及1%、2%、2.5%和3%羟丙基瓜尔胶 (取代度分别为0.33、0.51和0.68三种羟丙基瓜尔 胶),在25丈分别测试它们的粘度。两者的质量分数 与粘度的关系如图1所示。
由图1可以看出,海藻酸钠与羟丙基瓜尔胶的 粘度均随其质量分数的增加而增加。海藻酸钠和羟 丙基瓜尔胶的水溶液都具有非常高的粘度,相同质 量分数时,海藻酸钠水溶液的粘度低于羟丙基瓜尔 胶水溶液的粘度。例如,质量分数为3%时,海藻酸 钠的粘度为3800 mPa.s;而0.68取代度的羟丙基瓜 尔胶的为93800 mPa.s。且羟丙基瓜尔胶水溶液的 粘度随其取代度的增加而降低。例如3%时,0.33取 代度的粘度为96500 mPa*s,0.51取代度的粘度为 94200 mPa.s,而0.68取代度的粘度为93800 mPa-s。 羟丙基瓜尔胶具有优良的流变性和渗透性,其粘度
由表1可以看出,随着放置时间延长,海藻酸钠 和羟丙基瓜尔胶水溶液的粘度降低,前者降低幅度 较小。总之,两种糊料的放置时间都不宜过长,否则 均会变质,影响印花效果。
2.2羟丙基瓜尔胶的印制性能 2.2.1印花得色量和渗透性 
更接近平网印花糊的要求
采用活性红K2BP、活性黄K6G、活性翠蓝KGL 
2.1.2 pH值的影响
为测试两者稳定性,在25 °C的条件下,用盐酸和 氢氧化钠调节7%海藻酸钠与3%不同取代度羟丙基瓜 尔胶水溶液的pH值,测试两者的粘度如图2所示。
 
一海藻酸钠一 HGP0.33 —HGP0.51 — HGP0.68 图2海藻酸钠对不同取代度羟丙基瓜尔胶的 耐酸碱稳定性曲线
由图2可知,pH值对不同印花糊料溶液的粘度 存在不同程度的影响。海藻酸钠在pH值5.8~12范围 内是稳定的,溶液pH值过高或过低时,羧基离解受 到抑制,海藻酸钠会出现凝胶现象。羟丙基瓜尔胶是 一种非离子型胶体,具有很强的耐酸碱性。pH值在 3~13范围内变化,对其粘度影响不明显。在中、酸性 条件下,羟丙基瓜尔胶溶液表现出很好的稳定性。 2.1.3放置时间的影响
印花糊料配制好后,放置_定时间,糊料的粘 度会发生变化。羟丙基瓜尔胶在活性染料印花中的应用,将配好的3%海藻酸钠和2%羟丙基 瓜尔胶放置不同的时间,两者粘度变化如表1所示。 三种活性染料对平纹棉织物印花,印花织物正反面 的K/S值和渗透率如表2所示。
由表2可知,当羟丙基瓜尔胶的取代度越高时, 织物的得色量和渗透性越好。这是因为当瓜尔胶的 取代度越高,糊料本身所带的与染料反应的羟基减 少,较多的染料与纤维反应,提高了得色量。但是随 着取代度的提高,糊料的粘度逐渐降低,抱水性越 差,使印制的花纹容易渗开。当取代度低时,羟丙基 瓜尔胶糊料本身所带的羟基会与活性染料起反应, 导致织物的得色率降低。取代度为0.33的羟丙基瓜 尔胶配制4%的糊料,在配制色浆时无法均匀分散, 出现块状结构,因而不能进行正常的印制。同时由 表2可以得出海藻酸钠的表面得色量略好于羟丙基 瓜尔胶,但是渗透率远低于羟丙基瓜尔胶。
2.2.2脱糊率
对于印花工艺来说,印花糊料只是在印花过程 中必用的物质,印花后必须将糊料洗除,否则将影 响印花织物的手感,脱糊性越好,织物手感越柔软。 脱糊性实验是了解糊料是否容易被洗除的一个测 试手段。对于活性印花来说,脱糊性也可以在一定 程度上反映糊料和活性染料的反应情况。
实验测得羟丙基瓜尔胶3%水溶液和海藻酸钠 7%水溶液的印花脱糊率如表3所示。
由表3可得,当取代度为0.68时,印制脱糊率较 高。这是因为当取代度高时,糊料分子中能与染料 
寇勇琦等:羟丙基瓜尔胶在活性染料印花中的应用
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表2各取代度羟丙基瓜尔胶和海藻酸钠不同浓度时印制得色情况和渗透率
图案处2.5%羟丙基瓜尔胶3%羟丙基瓜尔胶4%羟丙基瓜尔胶7%海藻
染料种类
K/S值 取代度0.33取代度0.51取代度0.68取代度0.33取代度0.51取代度0.68取代度0.51取代度0.68酸钠
活性红正面K/S值13.7236.96810.67213.16813.59413.80314.16814.16816.256
反面K/S值
渗透率(%)1.0961.1565.2900.8912.1163.1592.6171.7130.697
K2BP
7.9916.5949.576.7715.5722.8918.4712.094.29
活性黄正面K/S值6.2813.1935.1395.2175.6685.7945.8865.9807.729
反面K/S值0.9680.9622.9110.9681.5032.0741.4031.2120.565
K6G渗透率(%)15.4130.1356.6518.5526.5235.8023.8420.277.31
活性翠蓝正面K/S值7.3635.5327.3637.8007.9739.44110.6499.6627.650
反面K/S值2.2442.0784.0501.7002.2322.6472.5211.9130.582
KGL渗透率(%)30.4837.5655.0021.7927.9928.0423.6719.807.61
注:渗透率=(反面K/S值/正面K/S值)X100%
反应并附着在织物上的羟基被大量取代,使得糊料糊率略低于海藻酸钠,所以其所印制的织物手感较
容易洗去,即脱糊率较高。但羟丙基瓜尔胶总体脱 海藻酸钠印花后略硬。
表3各取代度羟丙基瓜尔胶不同质量分数时的印制脱糊率
羟丙基瓜尔胶脱糊率/%
染料种类 羟丙基瓜尔胶质量分数/%7%海藻酸钠脱糊率/%
取代度0.33取代度0.51取代度0.68
2.578.5780.0085.71
活 性 红 K2BP372.7376.9280.0096.00
479.1783.33
2.575.0080.0083.33
活 性 黄 K6G376.9278.9582.7691.67
478.9481.82
2.576.9277.7890.91
活性翠蓝KGL376.4777.7882.3590.67
478.2681.82
 
2.2.3印花织物各项色牢度
2种活性染料印花织物的耐摩擦色牢度如表4 所示,结果表明用羟丙基瓜尔胶糊料印花的色牢度 与海藻酸钠糊料的色牢度基本一致,均达到了国家 标准。
表4羟丙基瓜尔胶和海藻酸钠糊料 印花织物的耐摩擦牢度
3%羟丙基瓜尔胶
染料种类取代度
0.33取代度
0.51取代度
0.687%
海藻酸钠
活性红干摩4〜54〜54〜54〜5
K2BP湿摩3~43~43~43~4
活性黄干摩4〜54〜54〜54〜5
K6G湿摩3~444〜54〜5
活性翠蓝干摩4〜54〜54〜53~4
KGL湿摩33~433~4
3结论
(1)海藻酸钠溶液和羟丙基瓜尔胶溶液均有较 高的粘度,羟丙基瓜尔胶在活性染料印花中的应用,粘度均随其用量的增加而增加。在相同 条件下,羟丙基瓜尔胶溶液粘度高于海藻酸钠溶液 粘度,且羟丙基瓜尔胶水溶液的粘度随其取代度的 增加而降低,羟丙基瓜尔胶具有优良的流变性和渗 透性,其粘度更接近平网印花糊的要求。
(2)海藻酸钠溶液遇强酸,羧基离解受到抑制, 会发生胶凝,其溶液在pH值5.8~12范围内较为稳 定。而羟丙基瓜尔胶是一种非离子型的胶体,具有 很强的耐酸碱性,在pH值3~13范围内其粘度变化不 大。在中、酸性条件下,羟丙基瓜尔胶溶液表现出很 好的稳定性。
因此染后的净洗必须强化。皂洗对活性染料而 言,是提高染色牢度、色泽鲜艳度及色光稳定性的 关键。对活性翠蓝来说,其作用就显得更加重要。生 产实践证明,理想的皂洗效果是建立在充分水洗的 基础上的。所以染后务必要经流动温水洗和高温热 水洗。目的是尽量多的去除浮色,以减少后道皂洗 液中染料的浓度,提高皂洗效果。
活性翠蓝的皂洗_定要落实下述几点。
(1)要采用复合皂洗剂。该皂洗剂不管是选购 还是自配,一定要具备以下功能:①净洗能力。即, 能显著降低水与纤维的界面张力,使皂洗液快速渗 透;能渗入纤维降低浮色染料的附着力,提高易洗 性;能通过乳化、增溶等作用,将织物上的油污杂质 去除。②螯合能力。即,能将水中的钙、镁离子螯合 掉,从而防止皂洗剂产生钙皂或镁皂,提高实用效 果;防止浮色染料生成钙、镁染料,造成水溶性下 降,易洗性变差,以及洗落下来的染料凝聚性增大、 沾污性增强、皂洗效果不良。③防沾能力。即对浮色
(上接第32页)
3结语
(1)代用碱JCN用量低,容易化料,能够减轻劳 动强度,其用量在3~5 g/L之间时,提供一个较稳定 的pH值缓冲环境,与3 g/L的烧碱混合碱剂固色时, 溶液pH值范围在11.74~11.85,有利于染料上染的 重现性和渗透性。
(2)代用碱剂因为其特殊的缓冲体系对染料凝 聚性有着较低的影响,对染料直接性的影响不大,
(上接第43页)
(3)海藻酸钠溶液和羟丙基瓜尔胶溶液粘度会 随着时间的延长而逐渐变低,储存时间不宜过长, 否则会变质。
(4)取代度为0.68的羟丙基瓜尔胶印花糊料3% 水溶液的印花K/S值与海藻酸钠印花糊料7%水溶 液的印花K/S值相近,且摩擦色牢度均较好,说明羟 丙基瓜尔胶可以部分代替海藻酸钠作为印花糊料。 羟丙基瓜尔胶价格较低,可以节约生产成本。
染料具有较强的吸附、络合、分散作用,羟丙基瓜尔胶在活性染料印花中的应用,能使洗落下 来的染料稳定地分散在水中,而不再重新沾附纤维
(织物)。
(2)要采用高温(95丈)皂洗。因为在高温条件 下浮色染料的溶解度较高,扩散能力较大,助剂的 功能较强,因而皂洗效果更好。
(3)要采用中性皂洗。这是由于活性翠蓝与棉纤 维生成的结合键(醚键)高温耐碱性较弱,比较容易发 生断键而变为再生浮色,所以不宜“碱性皂洗”。不然 会给得色深度与染色牢度造成明显的负面影响。
3.4.5要谨慎固色处理
据实验,活性翠蓝浸染,只要工艺、用料正确,其 染色牢度是可以达到要求的,因此通常不做固色处理。
染后经固色处理,可以适度提高活性翠蓝的湿 牢度,但会带来诸多问题。如会给色光带来不同程 度的影响(通常是变萎暗),有的还会降低手感与曰 晒牢度,并且还会给修色造成麻烦。因此对活性染 料而言,固色处理只能作为无奈之举,而不能作为 常规工艺实施。
适合连续轧染染色,解决了部分敏感性颜色汽蒸液 轧槽出现色点色斑的现象,染色织物容易水洗,手 感柔软,利于清洁生产。
(3)—般染色使用固色液处方:食盐200 g/L、代 用碱3 g/L、烧碱3 g/L,特深色固色工艺为:食盐200 g/L、代用碱5 g/L、烧碱3 g/L,有利于保证染色物的 色牢度和染料上染的提升性。
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