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碱减量对涤纶织物涂料染色性能的影响

来源:中国纺机网编辑部 发布时间:2013年08月27日

碱减量对涤纶织物涂料染色性能的影响
杜兵,徐畅,张文蔚
(武汉纺织大学纺织学院,湖北武汉430200)
摘要:研究了碱处理浓度对涤纶织物减量率的影响。碱处理后的涤纶织物经涂料染色,比较了不同减量率对涂料染色性能的影响。
关键词:碱减量;涂料染色;涤纶;染色性能
中图分类号:TS193.8  文献标识码:A文章编号:1673-0356(2013)01-0049-03
碱减量是在高温和较浓的烧碱中处理涤纶织物,涤纶表面被碱刻蚀后,质量减轻,纤维直径变细,表面形成凹坑,纤维的剪切刚度下降,消除了涤纶丝的极光,并增加织物交织点的空隙,使得织物手感柔软、光泽柔和,改善了吸湿排汗性。碱减量处理影响涤纶的力学、织物孔隙率和纤维的染色性能[1-2]。涂料染色色谱齐全、色泽鲜艳、产品重演性好[3],且不受纤维类别的限制,可解决多种不同纤维混纺产品对织物染色色相不匀的问题,简化了混纺和交织织物的染色工艺,满足了小批量、多品种和快交货的需求,特别适合于中、浅色织物的生产,能生产一般染料无法生产的特殊产品,有利于提高产品的附加值[4]。21世纪涂料印染技术将会在纺织品印花的三大最终成品应用领域服装、室内装饰材料、产业用纺织品中占据重要位置[5]。
本文通过碱处理涤纶织物,研究碱减量处理对涤纶织物性能的影响,同时对不同的减量率涤纶织物涂料染色,通过测试织物的表面微观结构、染色K/S值,分析其染色性能[6]。
1 试验部分
1.1 仪器与材料
仪器:CS101-3型电热鼓风干燥箱,FA2204B型电子分析天平,YP5002型电子天平,Leng color气动小轧车,HH-4型数显恒温水浴锅,JB90-D型电动搅拌机,X-rite color 17电脑测色配色仪,JEOL JSM-6510LV型扫描电镜,instron 5566型拉伸强力仪。
材料:涂料兰G32(上海泗联),粘合剂PDA(江苏汉诺斯),纯涤平纹织物,氢氧化钠

(分析纯),渗透剂JFC(工业品),消泡剂TF-209(工业品),无水碳酸钠(分析纯)。
1.2 试验方法
1.2.1染色前处理工艺
碳酸钠 2g/L
洗洁精 4g/L
温 度90℃
时 间30min
处理后的织物先用大量的热水洗,然后用冷水洗干净,充分烘干,称重。
1.2.2碱减量
碱减量处方
氢氧化钠 X g/L
温 度95℃
时 间60min
不同的碱处理浓度得到不同的碱减量率的涤纶织物。碱处理后织物先用醋酸中和,水洗至中性,于80℃烘干。
1.2.3涂料染色
涂料染色处方
涂 料 X g/L
粘合剂 40g/L
消泡剂 1g/L
JFC 2g/L
工艺流程:前处理→烘干→浸扎涂料染液(二浸二轧,轧液率80%室温)→预烘(80℃)→烘焙(160℃,3min)。
1.3 测试方法
1.3.1减量率
将碱减量前的织物充分干燥、称重,碱减量后的织物水洗后充分干燥、称重,按下式计算减量率:减量率(%)=

1.3.2织物K/S值
根据织物厚度折叠不同层数,当厚度足以使织物对入射光的反射率不随厚度变化时,就能满足Kubelka-Munk方程,测得可靠的织物表观颜色深度。染色织物均折叠2次(4层),将折叠好的织物对准测试窗口进行测色,每个试样测4次,取平均值。
1.3.3 扫描电镜
先对纤维进行表面喷溅镀金处理,再用日本JEOLJSM-6510LV SEM对纤维表面扫描照相,工作电压为10kV。
2·结果与讨论
2.1 氢氧化钠浓度对碱减量的影响
通过试验得出氢氧化钠浓度与减量率的关系,结果如图1所示。

从图1可看出,涤纶减量率与氢氧化钠浓度基本呈线性关系,涤纶碱减量是一个复杂的反应过程,主要是聚酯分子链的酯键与氢氧化钠间的多相水解反应。在碱量过程中氢氧化钠起了双重作用,一方面起催化作用,加快水解,另一方面中和水解生产的羧酸。
2.2 减量率与织物强力的关系
将碱减量处理后的涤纶织物制成长100mm,宽15mm的试样,夹持距离为50mm,进行力学
性能的测试。试验数据见表1所示。

涤纶织物经碱减量处理后,织物的性能发生很大的变化。从表1可看出,随减量率的增大,断裂强度和断裂功随之降低,因为涤纶织物经碱减量处理后,纤维变细,纤维表面产生凹穴,造成应力集中,使得断裂强力下降,断裂功减小。随减量率的增大,涤纶织物的断裂伸长率与杨氏模量呈现先增加后减小的关系。
2.3 织物处理前后纤维表面微观变化
涤纶织物处理前后,用JSM-6510LV扫描电子显微镜观察纤维表面形态,放大倍数为5 000倍和10 000倍。结果见图2,图3和图4所示。



通过图2和图3、图4的对比可看出,涤纶纤维经碱减量处理后,表面呈现凹凸不平,消除了涤纶丝织物的极光,光泽变得柔和;同时碱减量处理使涤纶织物弯曲及剪切特性值都明显下降,纤维变细变软,织物交织点容易松动,消除了织物原有滑而僵硬的感觉,使之变得柔软、滑爽而富有弹性,具有类似真丝的风格。
通过图3和图4的对比可看出,在较低的碱减量下,纤维表面产生粗糙化和刻蚀作用,纤维表面形成凹坑。随着碱减量的增大,纤维会变细,导致纤维比表面增大,单位质量的表面增大。
2.4 减量率与染色表观色深值的关系
如图5所示是织物经不同碱减量处理后,在相同染色工艺条件下的表观色深值K/S值与减量率的关系。

从图5可看出,碱减量处理织物的K/S值比未处理大,且随着减量率增大,K/S值增大;当减量率增大到一定程度时,K/S值反而随减量率增大而减小。
 涤纶纤维经过碱减量处理后,纤维的染色性能发生变化。碱减量处理使纤维表面产生粗糙化和刻蚀作用,纤维表面形成凹坑,使涂料与纤维之间的接触面积增加,上染率提高;碱减量处理后纤维会变细,纤维比表面增大,表面反射的白光增多,纤维表面色泽变浅。随着减量率增大,纤维水解越彻底,纤维表面刻蚀出的凹穴越多,凹凸表面使光发生更多的漫反射,导致织物表观色深值下降。
3·结论
(1)涤纶织物的碱减量随氢氧化钠浓度的增加而增加;
碱减量处理后涤纶织物的断裂强力和断裂功随减量率增加而减小,而断裂伸长率先增加后减少。
(2)碱减量处理改变纤维表面微观结构,使纤维表面粗糙,形成凹坑,使纤维变细变软,具有类似真丝的风格。
(3)在相同的前处理和染色条件下,碱减量处理的织物比未处理的织物表观色泽深,且随减量率的增加碱减量处理的织物表观色深值先增加后降低。


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