黄小华 程群 张岚 方成应 赵勇
大豆蛋白纤维具有手感柔软、光泽柔和、保暖性好、密度小、强伸度较高、抗静电性能优于合成纤维等特点。其产品的开发及印染加工性能的研究已引起科技人员的广泛关注，有较多的相关报道。本文根据大豆蛋白纤维的化学成分，采用直接染料、酸性染料、活性染料、分散染料及还原染料对大豆纤维染色，比较各种染料的染色牢度及对纱线强力的影响，并就工艺参数对上染性能的影响作了较为系统的分析和探讨。
1 实验部分
1．1材料与药品
15．3 tex大豆蛋白纤维纱线，大豆蛋白针织物，蚕丝电力纺。直接大红4BS，活性红K-2BP，活性紫x-2R，Cibacron FN-R黄，弱酸性红RN，强酸性橙，分散大红s-3GFL，分散红3B，还原桃红R，还原金黄GK，平平加O，渗透剂JFC，NaCl，皂片(以上均为工业纯)；Na2C03，Na2S2O4，NaOH，HAc(以上均为化学纯)。
1．2方 法
1．2．1 大豆蛋白纤维纱线及针织物的染色 染色方法采用浸染，浴比1：40，平平加0为0．3 g/L，40℃始染，升至规定温度，按规定时间染色。
1．2．2上染率测定用721分光光度计，与无色染浴作参比，分别测定空白染浴和残液的吸光度(A0，At)，按公式E=(1-A0／A1)×100％计算上染率。还原染料测定隐色体溶液，分散染料无色染浴和空白染浴用二甲基甲酰胺作溶剂，染色残液将水蒸发后，用二甲基甲酰胺将染料溶解。
1．2．3 活性染料固色率测定用洗涤法。
1．2．4 染色皂洗牢度测定 参照GB3921-83方法，用灰色样卡评定沾色牢度。
1．2．5 强力测定 在YG021A-3型单纱强力机和YG031型织物顶破强力仪上测定单纱强力和针织物的顶破强力。
2结果与讨论
2．1 直接染料4115大红对染色性能的影响
2．1．1 电解质对上染率的影响 从图1可知，当NaCl的用量小于8％时，中性电解质对直接染料上染大豆纤维有明显的促染作用。当。NaCl的用量大于8 g／L以后，上染率反而略有下降。因为随NaCl浓度增加，染料在溶液中的聚集度增加，所以上染率反而下降。一般NaCl的用量不超过8％，对盐效应类直接染料，NaCl的用量可适当提高。
2．1．2 温度对上染率的影响 由图2可知，温度在80℃左右上染率达到最大值。大于80℃以后上染率开始下降。直接4BS大红属温度效应类直接染料，这类染料上染纤维素纤维时需要较高的温度(大于90℃)。可见直接染料对大豆纤维的染色温度比纤维素纤维低，一般应在80℃左右。
2．2酸性染料对染色性能的影响
2．2．1 pH值对上染率的影响 由图3可知，随pH值的下降，2只染料的上染率均提高，pH值小于4时，弱酸性RN红的上染率稍高于酸性橙，pH值大于5时，弱酸性RN红的上染率明显高于强酸性橙。因为当pH值大于大豆蛋白纤维的等电点时，强酸性橙对纤维的吸附量明显减少，而弱酸性红RN在pH值大于5时仍有较高的上染率，综合上染率、染色牢度和染色均匀性来考虑，大豆蛋白纤维染色时应选择弱酸性染料，pH值在3-4左右。根据本实验及大豆蛋白质在不同pH值条件下的溶解度，可推测大豆蛋白质纤维的等电点约在4～5。
2．2．2温度对上染率的影响 由图4可知，强酸性橙和弱酸性红RN分别在温度60℃左右和80℃左右上染率最高，随染料分子结构的增大，上染温度也随之提高。考虑匀染性，弱酸性染料的上染温度应选择在80～90℃。
2．3活性染料对染色性能的影响
选择3种类型的活性染料对大豆蛋白纤维纱线染色，讨论Na2CO，用量及NaCl用量对其固色率的影响，并与蚕丝织物及大豆蛋白纤维针织物比较，实验结果见图5、图6及表1。
从图5、图6可知，固色率最高的是Cibacror，黄FN-2R，其次是活性紫x-2R，固色率最低的是活性红K-2BP。Cibacron黄FN-2R含有双活性基，与纤维反应的几率比单活性基高，因而固色率最高；在碱性条件下大豆蛋白纤维中可与活性染料反应的基团有-NH2和-O
-，而x型活性染料与-NH2的反应几率大于K型活性染料；由表1可知，各类活性染料在大豆蛋白纤维上的固色率低于蚕丝，因为大豆蛋白纤维是由蛋白质、聚乙稀醇和交联剂组成，蛋白质含量小于蚕丝，与纤维反应的基团也比蚕丝少，活性染料在蚕丝上的固色率大于大豆蛋白纤维；大豆蛋白纱线的固色率大于大豆蛋白针织物，可见大豆蛋白机织物的固色率更低。
2．4其它染料对染色性能的影响
选择分散大红S．3GFL(高温型)，分散红3B(低温型)；还原桃红R(乙法染色)，还原黄G(丙法染色)，对蚕丝织物、大豆蛋白纤维纱线和针织物染色。染色结果见表2。
从表2可见，分散染料和还原染料对大豆蛋白纤维和蚕丝均有一定的上染能力。还原染料的上染能力比分散染料低，乙法染色的还原染料上染率比丙法高，因乙法染色的还原染料分子结构较大，对纤维的亲和力较高。同样高温型分散染料，分子结构较大，极性基团较多，对纤维的亲和力比低温型大，因而上染率较高。
2．5 大豆蛋白纤维针织物染色的皂洗牢度及强力
各类染料染色物的皂洗牢度及强力，均以本实验中最高上染率的试样来测试，结果见表3。各类染料在大豆蛋白纤维上的皂洗牢度依次是还原>活性>分散、酸性>直接。酸性染料和直接染料若经固色处理，牢度可提高一级左右，这些染料都可用于大豆蛋白纤维的染色。这些染料对大豆蛋白纤维染色后，强力损伤都不太大。虽然还原染料在强碱性条件下染色，但强力反比直接和酸性染料高，一方面大豆蛋白纤维中蛋白质含量较少、比较耐碱，另一方面，在碱性条件下，纤维可发生溶胀，使纤维之间的摩擦力(抱合力)增加，使纱线的强力提高。直接染料、酸性染料染色纱线的强力较低，因为这2种染料的上染率高，使纤维之间的抱合力减弱，所以纱线的强力降低。
3 结 论
所选择的5类染料对大豆蛋白纤维都有一定的上染能力，其中直接染料、酸性染料上染率高，适合染浓色品种，染色牢度较差，需经固色处理。活性染料、还原染料和分散染料的上染率较低，染色牢度较好，适合染中、淡色品种。活性染料应选择双活性基的类型，以提高固色率。分散染料应选择分子结构大、极性基团多的高温型染料。实验结果表明，大豆蛋白纤维比较耐碱，还原桃红R的上染率大于还原金黄GK，因此可选择甲法染色的还原染料，提高上染率。对还原染料和分散染料的品种及工艺条件选择，有待进一步探讨。
