【集萃網(wǎng)觀察】近年來,減少尿素用量的研究雖有所報(bào)道,如在使用尿素替代品方面,有使用雙氰胺和某些助劑來代替尿素的,但效果均不理想,或者不能達(dá)到全尿素印花效果或者 仍無法擺脫對(duì)環(huán)境造成污染,故均未真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
在活性染料印花中,由于染料用量大而用水少,故需加入大量的尿素來助溶,同時(shí)尿素又起吸濕與膨化作用,能在汽蒸時(shí)釋放鎖住的水分,為染料與纖維的固著提供 有利的條件, 并且使纖維充分溶脹而加速染料的固著。但是,尿素排入水源中, 自然分解成C02和含N化合物, 后者可加速藻類物質(zhì)的生長, 最終引起水質(zhì)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。所以,在環(huán)境問題越來越受關(guān)注的當(dāng)今世界, 減少尿素用量成為急需解決的課題。
三甘醇是一種具有良好吸濕性和助溶劑的物質(zhì),且它的分子中不含N元素,對(duì)環(huán)境不造成任何威脅。故本研究 擬將三甘醇作為尿素的替代品,探討在真絲綢上削減尿素用量的活性染料印花技術(shù),從而達(dá)到減少印花廢水中氨氮含量的目的。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器
實(shí)驗(yàn)材料:真絲02雙縐、活性紅P—BN、活性黃P一6GS、活性藍(lán)P一3R、活性黑P一3S(杭州凱達(dá)絲綢印染有限公司0、尿素(工業(yè)0、三甘醇(分析純0、防染鹽s(95%0、碳酸氫鈉(分析純0、無水碳酸鈉(分析純0、海藻酸鈉漿(工業(yè)0、凈洗劑209(工業(yè)0。
實(shí)驗(yàn)儀器:SF600X—DatacolorN色配色儀(美國DataColor公司0,miniMDF/767磁棒印花機(jī)(奧地利 Zimmer公司0,電子天平(常州市天之平儀器設(shè)備有限公司0,1O1-3型不銹鋼數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海錦屏儀器儀表有限公司通州分公司0,汽蒸鍋 (上海華線醫(yī)用核子儀器有限公司0,jj-1精密增力電動(dòng)攪拌器 (金壇市江南儀器廠0。
1.2 實(shí)驗(yàn)與測試方法
1.2.1 印花工藝
工藝流程: 調(diào)漿一印花一烘干一汽蒸(102~104℃ ,8~10min0一水洗一皂煮(95℃ ,10 min0一水洗一烘干。
處方:海藻酸鈉原糊X%,水x/2%,尿素Y%,三甘醇(5.6一y0%,活性染料3%,碳酸氫鈉3%,防染鹽S 1%。當(dāng)全尿素印花時(shí),Y=5.6。
I.2.2 測試方法
1.2.2.1 k/s值
用SF600X Datacolor計(jì)算機(jī)測色配色儀測定印花后織物的k/s值。按照Kuberlka-Munk理論,表達(dá)式如下:
式中:K 為吸收系數(shù), X為散射系數(shù),Rλ見為樣品光譜反射牢。
1.2.2.2 色差
用SF600X Datacolor計(jì)算機(jī)測色配色儀測定印花后織物的ΔE值。
I.2.2.3 滲透率
用SF600X Datacolor計(jì)算機(jī)測色配色儀測定印花后織物正反面K/S,然后用下列公式計(jì)算:
1.2.2.4 耐摩擦牢度
參照GB/T 392O一1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y試,用灰色樣卡評(píng)定干摩擦布和濕摩擦布的沾色級(jí)數(shù)。
1.2.2.5 耐洗色牢度
參照GB/T 3921.1— 1997《紡織品色牢度檢測方法耐洗色牢度的檢測方法》在SW12A II耐洗色牢度試驗(yàn)儀上測定,用灰色樣卡評(píng)定真絲織物的退色級(jí)數(shù),用沾色樣卡評(píng)定貼襯的棉和真絲的沾色級(jí)數(shù)。
2 結(jié)果與討論
2.1 三甘醇比例對(duì)真絲綢活性染料單色印花品性能的影響
取尿素與三甘醇的混拼,比例分別為75:25、50:50、25:75、15:85、5:95及0:100(將全尿素印花時(shí)的尿素百分含量看作100%, 下同0,使用活性紅P—BN、活性黃P一6GS、活性藍(lán)P一3R及活性黑P—GR來調(diào)制色漿對(duì)真絲織物進(jìn)行印花,印花后測得的K/S值與色差△E值與全尿 素印花品的K/S值和△E值比較, 結(jié)果如表1和表2所示。
由表l、表2可知,對(duì)于四原色單色印花,當(dāng)三甘醇取代尿素比例為25%~85%時(shí), 印花品的K/S值均較接近于全尿素印花品, 此時(shí)的色差△E 值亦均較小 (≤1.500: 當(dāng)三甘醇取代尿素比例達(dá)95%時(shí), 印花品的K/S值與全尿素印花品相差較大, 且色差也相應(yīng)增大,原因分析與尿素和三甘醇在對(duì)染料的助溶和纖維的吸濕作用上存在一定的差異有關(guān)。在隨著三甘醇取代尿素的量逐漸增大的過程中,兩者兼容后 所起的作用也在不斷地變化,從而使得印花織物的色深度和色差值也發(fā)生相應(yīng)的變化。而根據(jù)數(shù)據(jù)顯示, 對(duì)于單色印花,三甘醇取代尿素的比例在95%以下為宜。從環(huán)保角度考慮,尿素被取代的量越多越好,所以綜合考慮,選擇三甘醇取代比例為75%~90%,并 在此比例范圍進(jìn)行染料雙拼色印花試驗(yàn)。
2.2 三甘醇比例對(duì)真絲綢活性染料雙拼色印花品性能的影響
取尿素與三甘醇的混拼比例分別為25:75、20: 80、15:85,和10:90,調(diào)制色漿后對(duì)真絲綢進(jìn)行活性染料印花,印花后測得的K/S值與△E值 如表351表4所示。
由表3可見,紅黃不同比例拼色印花時(shí), 印花品的K/S值值與全尿素K/S值值較接近者在二甘醇比例為 75%~90%內(nèi)波動(dòng),再根據(jù)表4中的△E值可知,在三甘醇比例為75%時(shí),印花品與全尿素相比色差最。ň∮1.00,故綜合兩者,紅黃拼色印花宜選 擇三甘醇比例為75%;紅藍(lán)不同比例拼色印花時(shí),印花品的 K/S值與全尿素K/S值較 接近者主要分布在三 醇比例為80%~90%內(nèi),表4中△E值表明印花品在三甘醇比例為80%時(shí)的色差值最小, 故綜合考慮,紅藍(lán)拼色印花宜選擇三甘醇比例為80%;黃藍(lán)不同比例拼色印花時(shí), 印花品的K/S值在三甘醇比例為75%~85%時(shí)均出現(xiàn)與全尿素K/S值最接近者,而從表4色差值中可看出當(dāng)三甘醇比例為85%時(shí)色差最小,故對(duì)于紅藍(lán)拼 色印花宜選擇三甘醇比例為85%。 綜上所述,對(duì)于染料雙拼色印花,三甘醇的較佳比例 175%-85%, 故在該比例范圍內(nèi)進(jìn)行二拼色印花實(shí)驗(yàn),最終確定三甘醇的最佳比例。
2.3 三甘醇比例對(duì)真絲綢活性染料三拼色印花品性能的影響
取尿素與三甘醇的混拼比例為25:75、20:85,和l 5:85,調(diào)制經(jīng)3只活性染料以不同比例混拼后的色漿對(duì)真絲織物進(jìn)行印花,印花后測得的K/S值與色差△E值如表5和表6所示。
中國印花網(wǎng)由表5和表6 得,對(duì)于染料三原色的三拼印花,三甘醇所占比例為75%時(shí)的色深度相對(duì)全尿素的最為接近,色差值大都在1.0以下;而80%和85%時(shí)的色深度與全尿素的 相比均有較大程度的下降,并且色差值也大都在1.0以上,所以很明顯地得出三二甘醇含量為75%時(shí)更可取,即尿素與三甘醇的最仕混拼比例為25 :75。
但是,在確保使用三甘醇部分替代尿素后的色深度及色差不發(fā)生明顯偏差的同時(shí),還應(yīng)確保印花織物的其他印花性能不受太多的影響。因此,將上述活性紅、活性黃 和活性藍(lán)染料以任意比例混合對(duì)真絲織物進(jìn)行印花,然后對(duì)印花品的滲透度、摩擦牢度和耐洗牢度等作了測試,測試結(jié)果如表7和表8所示。
山表7可知,25%尿素印花品的滲透度與令尿素印花品相比,出現(xiàn)既有上升又有下降的現(xiàn)象,但均未發(fā)生明顯變化, 即三甘醇替代75%的尿素后, 印花品仍能保持良好的滲透度。
表8可得,使用三甘醇作為尿素替代物印花后,真絲印花品的干摩擦牢度和濕摩擦牢度都未發(fā)生明顯下降,均接近于全尿素印花品的水平,即干摩擦牢度達(dá)到全尿 素水平(≥4~5級(jí)0,濕摩擦牢度基本達(dá)到全尿素水平(≥4級(jí)0; 真絲印花品的耐洗色牢度基本達(dá)到全尿素水平(≥3~4級(jí)0。所以, 在真絲綢活性印花中,用三甘醇替代75%的尿素進(jìn)行印花后,印花品仍能保持良好的應(yīng)用性能。并且根據(jù)結(jié)果可見,使用三甘醇替代尿素后,尿素由原來的 100%降到了25%,從理論上講降低了印花廢水中75%的氨氮含量,具有十分重要的環(huán)保意義。
3 結(jié)論
10采用4只活性染料對(duì)真絲織物進(jìn)行單色印花,確定三甘醇替代尿素的可行性比例范圍為75%~90%。
20通過對(duì)3只活性染料不同比例間的雙拼和三拼后,確定三甘醇取代尿素的最佳比例為75%。
30三甘醇取代尿素的最佳比例為75%時(shí),印花品可保持原有良好的滲透度;干摩擦牢度達(dá)到全尿素水平(≥4~5級(jí)0,濕摩擦牢度基本達(dá)到全尿素水平(≥4 級(jí)0;耐洗色牢度基本達(dá)到全尿素水平(≥3~4級(jí)0。
綜上所述,在真絲綢活性染料印花中,利用三甘醇取代尿素可極大程度地減少尿素用量,換言之,它可大大地降低印花廢水中的氨氮含量,對(duì)于現(xiàn)階段備受關(guān)注的水源污染問題可起到一個(gè)緩解作用,具有極其重要的環(huán)保意義。
來源:丁春燕 ,汪瀾 .方浩雁 ,謝湘寧