海藻酸纤维染色性能的研究李赵义专用染料及助剂对海藻酸纤维染色性能的研究

I 摘要摘 要海藻酸纤维作为一种新型的“绿色”生物质型合成纤维，具有可再生、可降解各项性能优良的特点，但由于其难以进行染色，限制了该类型纤维在纺织服装领域的应用。本文针对海藻酸纤维的结构特点和性能，提出采用羧酸型染料对其进行“络合染色”来提升纤维的染色性能。海藻酸纤维内部含有或引入的金属离子，能够分别与羧酸型染料以及纤维之间以络合键的形式结合在一起，从而实现染料在纤维上的吸附和固着。本文采用多羧酸型大分子染料 PMA-D1、PMA-D2 以及分子量相对较小的羧酸型小分子染料 D1~D10 对海藻酸纤维进行染色研究，探究染料的染色机理和性能，并考察其最佳染色工艺和条件。采用“两浴两步法”的染色工艺，对 PMA-D1、PMA-D2 两种染料进行染色工艺研究。通过单因素法确定了其最佳染色工艺：预处理工艺中加入的 Al3+的量为海藻酸纤维上钙离子含量的 15%（mol%），预处理 pH 为 6，预处理温度 40℃，预处理时间 60 min，染色色度 2% o.w.f，浴比 1:30，染色温度 70 ℃，时间 60 min。染色结果说明，染料能够与纤维形成牢固的络合键结合，从而有效提高其上染率及染色牢度。在最佳的染色条件下，两种染料的上染率达到了 75%以上，断裂强力损失小于 7%，染色牢度达到3 级以上。通过 SEM 测试表明纤维表面的形貌保存较完整。以对硝基苯胺、苯胺、2,4-二硝基苯胺、对氨基苯磺酸等为原料合成染料的重氮组分；以苯胺、氯乙酸、丙烯酸等为原料合成含有羧基的染料中间体并作为偶合组分，通过重氮偶合反应合成了偶氮结构羧酸型染料 D1~D9。以 2-氨基蒽醌、溴乙酸乙酯等为原料通过取代反应合成了蒽醌结构羧酸型染料 D10。通过 NMR 等对 10 支染料的结构进行了表征。通过紫外-可见吸收光谱测试确定了 10 支染料的最大吸收波长。采用“两浴两步法”的染色工艺，对 10 支多羧酸型小分子染料在海藻酸纤维上的染色行为和机理进行了研究。选取 D1、D2、D6、D10 考察该类型染料在海藻酸纤维的染色性能，并确定了最佳染色工艺：预处理染液中的 Al3+的含量为 2g/L，染色色度2% o.w.f，染色 pH 为 6，浴比 1:20，染色温度 80℃, 染色时间 70min。在最佳染色条件下，偶氮型的含双羧甲基及双羧乙基的 D2、D6 染料的上染率能够达到 85%以上，蒽醌型双羧甲基 D10 染料的上染率能够达到 60%以上。结果表明，羧酸型小分子染料可以通过“络合染色”的方式达到对纤维上染的目的。相比于多羧酸型大分子染...