毛/涤混纺织物改性分散染料染色性能研究
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摘要：本文研发了一种新型的改性分散染料并对其染色性能进行研究。将β-乙烯砜硫酸酯活性基团引入到分散染料分子中，合成新的反应型分散染料，β-乙烯砜硫酸酯活性基团与羊毛形成共价键从而上染纤维，分散染料则上染涤纶。这种改性分散染料在pH值 7，100 ℃时具有最高上染百分率。研究发现，含有双β-乙烯砜硫酸酯活性基团的改性分散染料的染色性能优于含单个活性基团的改性分散染料。改性分散染料的摩擦、皂洗和汗渍牢度较好。
中图分类号：TS193.2 文献标志码：A
Dyeing Property of Reactive Disperse Dyes on Wool/ Polyester Blended Fabric
Abstract： A kind of new reactive disperse dye and its dyeing properties were researched. The bissulphatoethylsolphone reactive groups were introduced into the disperse dye and formed a new reactive disperse dye. The bis-sulphatoethylsolphone reactive groups could form covalent bond with wool and disperse dyes could be taken up to polyester. Maximum exhaustion values were observed at pH value 7 and 100℃. The dyes containing bis-sulphatoethylsolphone reactive groups had better dyeing properties compared with mono-sulphatoethylsulphone reactive group dyes. All dyed fabrics had good rub fastness， soaping fastness and perspiration fastness.
Key words： reactive disperse dyes； neutral condition； wool/polyester blend fabric； dye uptake
对于毛/涤混纺织物，由于涤纶纤维和羊毛纤维的物理和化学特性不同，通常需要采用两种染料分别上染，其工艺路线长、时间长、能耗大，且对羊毛纤维损伤大。对此，业界致力于研究毛涤混纺织物分散染料一浴法染色，但一浴法通常有分散染料对羊毛沾色、染色温度不一致和染色同色性等问题，因此毛涤混纺织物一浴染色受到极大限制。
蔡翔、宋心远等人提出了羊毛/涤纶混纺织物分散染料助剂增溶染色的上染理论模型。Stapleton和Waters合成了用于毛涤混纺织物的活性分散染料，该系列染料中含有溴乙基砜活性基团，此类染料通过调整染料分子亲水疏水平衡值，使得染料对亲水性纤维亲和力发生改变，从而达到控制染料在羊毛和涤纶纤维中的分配。当该系列染料分子中引入较长的烷烃链时，疏水性增强，有利于染料对涤纶纤维的上染，当染料分子中引入较多羟基时，亲水性增强，有利于染料对羊毛纤维的上染。
本文研发了一种新型的分散染料，将β-乙烯砜硫酸酯活性基团引入到分散染料分子中，合成新的反应型分散染料，β-乙烯砜硫酸酯活性基团与羊毛形成共价键从而上染纤维，分散染料则上染涤纶，同时研究了改性分散染料上染毛/涤混纺织物的影响因素及染牢度。
1 实验部分
1.1 主要材料及设备
1.2 实验方法
1.2.1 改性分散染料的合成
（1）重氮盐溶液制备
将4-硫酸乙酯砜基苯胺（95%）10 g加入到20 ℃、100 mL水中形成悬浊液，滴加 2 mol/L碳酸钠调节溶液pH值至5.5，过滤。向滤液中加入盐酸（36%）8.6 mL、冰50 g，使得溶液温度降至 4 ℃以下。缓慢滴加亚硝酸钠水溶液（2 mol/L）20 mL，控制反应温度为 0 ～ 5 ℃，滴加过程在30 min完成，反应期间持续搅拌，过量的亚硝酸加入适量的氨磺酸去除。
（2）双乙烯砜硫酸酯活性基分散染料的合成
在制备好的重氮盐溶液中加入6-β-乙基砜基硫酸酯-2-萘胺（95%）8.72 g，在 0 ～ 5 ℃下搅拌 2 h，反应完成后过滤产物，40 ℃真空烘干得。
（3）单乙烯砜硫酸酯活性基分散染料的合成
在制备好的重氮盐溶液中加入6-β-羟乙基砜基-2-萘胺（95%）6.98 g，在 0 ～ 5 ℃下搅拌 2 h，反应完成后过滤产物，40 ℃真空烘干得染料2。
1.2.2 织物染色
染色配方：
染料1/染料2（o.w.f） 1% ～ 5%
磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液 调节pH值 3 ～ 7
涤纶低温染色导染剂DR（o.w.f） 2.5%
分散剂DM-2480 1 g/L
匀染剂DM-2208 1 g/L
染色工艺条件：40 ℃入染，浴比 1∶50，每分钟升温 2℃至100 ℃，保温30 min，降温至40 ℃，清洗织物去除表面浮色，烘干。
1.2.5 色牢度的测试
皂洗牢度参照GB/T 3921 ― 1997标准评定；摩擦牢度参照GB/T 3920 ― 1997标准评定；耐晒牢度参照GB/T 8427 ― 1998标准评定；汗渍牢度参照GB/T 3922 ― 1995标准评定。
2 结果和讨论
2.1 染浴pH值对染色性能的影响
将纯毛织物用染料1（2%，o.w.f.）、染料2（2%，o.w.f.）在100 ℃下进行染色，调节染浴pH值，考察其对染料染色性能的影响，结果如图 2 所示。
与染料2相比，染料1中可反应的β-乙烯砜硫酸酯基数量相对较少，所以的上染百分率与总固着率均优于染料2。在酸性条件下，两种染料也均显示出较高的上染百分率，这是由于酸性条件下羊毛纤维带正电荷，染料在酸性条件下β-乙烯砜硫酸酯基稳定，呈现负电状态，染料与纤维间的静电引力的作用，使得染料大量吸附于纤维。
通常，活性染料在弱酸性条件下染毛很难获得较高的上染百分率与总固着率，而本实验制备的改性分散染料可在中性条件下获得较高的上染百分率与总固着率，并且该染料同样适用于涤纶织物及毛/涤混纺织物的染色。
从图 4、图 5 可以看出，在不同pH值条件下，两种染料对毛、涤、毛/涤混纺织物的染色效果。从图上可以发现，在pH值≤4 的条件下，两种染料对涤纶织物均表现出较低的上染百分率，且染料1的上染百分率低于染料2，这可能是因为染料1中引入的β-乙烯砜硫酸酯基的亲水性造成的。随着pH值的逐渐提高，染料对毛/涤混纺织物的上染百分率也相应提高。以染料1为例，pH值提高，β-乙烯砜硫酸酯基发生消除反应生成乙烯砜基，乙烯砜基与羊毛纤维中的氨基进行亲核加成反应而生成共价键使染料上染纤维，同时β-乙烯砜硫酸酯基发生消除反应生成乙烯砜基，染料的亲水性发生改变，疏水性提高，有利于染料上染涤纶纤维。由于染料2中可发生反应的β-乙烯砜硫酸酯基较染料1较少，在生成的乙烯砜基数量及疏水性改变情况上均不及染料1，所以相同条件下对混纺织物染色时，1号上染百分率优于2号。
2.2 染色时间对染色性能的影响
在染色过程中，染色时间延长，上染纤维的染料不断增加，上染百分率也不断增加，最终达到平衡。在本文所用的染料对毛/涤混纺织物的染色过程中，染色时间对染色性能的影响如表 1 所示。
2.3 染料浓度对染色性能的影响
选择染料1、2用量为1% ～ 5%（o.w.f），在pH值为 7、100 ℃时，上染羊毛纤维测定其上染百分率与总固着率。染料浓度对羊毛染色性能的影响如图 6所示。
由图 6 可以看出，染料1的上染百分率与总固着率均高于染料2，这是因为染料1中可反应的β-乙烯砜硫酸酯基数量相对较少；随着染料浓度的增加，上染百分率与总固着率均有所下降。
同样条件下，染料浓度对涤纶织物及毛/涤染色性能的影响如图 7 所示。
由图 7 可以看出，随着染料浓度的增加染料在两种纤维上的上染百分率有所下降；在染料浓度较低的情况下，两种染料上染羊毛纤维相对较多。
2.4 染色织物染色牢度
在最佳染色工艺条件下，染料1、2用量2%（o.w.f），在pH值为 7、100 ℃时，对毛、涤、毛涤混纺织物染色。染色后，测试织物的摩擦牢度、皂洗牢度和汗渍牢度，结果如表2 所示。
由表 2 可知，3 种纤维的选用染料1、2染色均显示出较好的染色牢度，且双功能团的染料略优于单功能团染料。
3 结论
新型的含双反应性官能团分散染料可在pH值 7、100℃条件下对毛及毛/涤混纺织物进行染色，该反应性分散染料含有两个乙烯砜硫酸酯活性基，在中性条件下发生消除反应生成非离子的乙烯砜基。乙烯砜基与羊毛纤维中的氨基进行亲核加成反应而生成共价键使染料上染纤维。由于染料的特殊结构从而使得该染料染毛、涤、毛/涤混纺织物有较高的摩擦、皂洗和汗渍牢度。
参考文献
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