23大麻纤维染色性能的改善

大麻纤维染色性能的改善摘要通过分析温度、电解质、碱剂对BES型活性染料在大麻织物上的染色性能的影响，包括K/S值、固色率曲线和染色的干摩擦牢度。实验得出了最佳染色工艺条件：活性染料2%，NaCl50g/L,Na2CO320g/L,70℃。通过实验得出结论，进而，对染色纤维性能的改善方式进行总结。关键词：大麻织物；活性染料；染色AbstractThroughtheanalysisoftemperature,electrolyte,alkalineagentofBEStypereactivedyesineffectondyeingpropertiesofhempfabrics,includingK/Svalue,fixationratecurveanddyeingdryrubbingfastness.Theoptimalprocessconditionsofreactivedyes:2%,NaCl50g/L,Na2CO320g/L,70C.Keywords:hempfabric;reactivedyes;dyeing目录中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ英文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ⅠⅠ1.大麻纤维概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.实验方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32.1实验材料织物．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.2仪器与设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.3测定方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.1温度对染色情况的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.2食盐用量对染色情况的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54.实验结果与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71.大麻纤维概述大麻织物具有十分优良的性能，首先大麻的吸湿、排汗、透气导热性能格外出色，大麻服装与棉织物相比可使人体感觉温度低5℃左右，即使在气温高达38℃及以上的酷暑也不会觉得热不可耐，而且由于大麻纤维良好的吸湿性，使大麻纤维又具有良好的抗静电性能。其次，由于大麻纤维的表面纵向有缝隙和空洞,使得大麻纤维具有独特的消音吸波功能。而且大麻纤维还具有耐热、耐晒和耐腐蚀性能，并且大麻纤维及其制品的防霉抗菌保健功能良好。大麻纤维没有其它麻纤维那样强烈的刺痒感。并且大麻纤维可以与多种纤维混纺，并赋予织物新的风格，如大麻纤维可与苎麻、亚麻纤维、羊毛、驼毛、丝、棉等天然纤维混合,也可以与化学纤维混纺。尽管大麻纤维有如此多的优良性能，但是由于与苎麻、亚麻的化学组成相比大麻纤维纤维素含量较低，而其它非纤维素物质含量较高,其中尤以木质素较明显，比苎麻高6.14倍，其染色性能和后整理性能受到了很大影响，严重制约了大麻织物的应用。本实验主要从温度、电解质和碱剂等方面探讨了活性红BES的染色工艺，以求能为大麻织物的染整加工提供参考。大麻纤维属韧皮纤维，纤维的结构可看作由三层组成：首先是被氧桥连接成的葡萄糖基链状大分子平行排列和取向，形成结晶结构，其次由结晶部分和空隙组成纤维素骨架。在结晶结构内部以及结晶区与空隙之间，充满着胶质。随着大麻的生长，它们分层淀积，组成纤维的细胞壁；此外，在纤维与纤维之间，也平行分布着胶质。在显微镜下，可以看到含有棕色树脂的胶质存在。由此可知，大麻纤维束的含胶具有三个层次：纤维与纤维之间的胶质系统、纤维内部的胶质系统和链状分子之间的胶质系统。大麻纤维长度一般为7~50mm，宽度为15~30μm，纤维颜色呈黄灰色至褐色，这与生长条件和品种有关。经过漂白以后，颜色呈白色并带有光泽。纤维比重为1.49左右，聚合度为2200~2300，约为亚麻的70%，棉的一半，竺麻的1/8。大麻单纤维过短，一般小于25mm，且纤维的长度整齐度差，为保证纺纱效果和成纱质量，必须由胶质将单纤维粘连成纤维束即“工艺纤维”，进行纺纱加工。所以，纺织加工的大麻原料一般是部分脱胶的束纤维。大麻纺织品具有吸湿排汗、抑菌防霉、抗紫外线、抗静电的功能，产品的开发符合原国家纺织工业局提出的采用新材料、新工艺、新技术开发新面料替代进口面料的产业政策，对利用我国丰富的大麻资源开发高档优质产品抢占国际市场，使中国的大麻产品走向世界具有重要的现实意义。一要打破行业界线，加强与家用纺织品、产业用纺织品、服装以及印染等上下游产品加工企业的合作，用市场化的办法促进产业链接；二要坚持家用纺织品、产业用纺织品和服装并举的发展方向，拓宽产品开发思路，同时积极推进名牌战略，在产品开发过程中，不能忽视面料的整体创意，推出的产品不能只是一个产品，而是一组面料的创意和开发，最终培育麻纺产品的知名品牌；三要顺应全球纺织品消费趋向天然、环保型纤维产品的大形势，要同有关科研单位院校对大麻脱胶技术和大麻纤维理化性能作进一步研究，重视生态麻纺织品的研发，推动大麻纺织品、服装的消费潮流。2.实验方法2.1实验材料织物纯大麻牛仔布染料：国产B型活性染料黄BES其它药剂：氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠、渗透剂、皂粉、蒸馏水。2.2仪器与设备FA2004AEU-810电光天平(上海精科天平)、测色配色系统、721型分光光度计、恒温水浴锅、电炉子、容量瓶、烧杯、染杯、温度计、玻璃棒、量筒、药匙等。2.3测定方法上染情况的表征采用721型分光光度计通过测量不同时间染液的分光度并转化为上染率表征上染情况，描绘上染曲线。染色织物K/S值的测定用测色配色仪测试出实验中各块染色织物在可见光区域波长400nm～700nm范围内的K/S值，并在染料最大吸收波长处读取其K/S值。2.3.3织物干湿摩擦牢度的测定采用摩擦牢度测试仪，固定测试布使探头来回往复20次，再结合灰色比色样卡得出其干湿摩擦牢度。3实验方法工艺流程3.1温度对染色情况的影响图1温度对上染率的影响由上图可明显观察到，随着时间的增加上染率不断增加。从图中可以看出，温度为50℃时上染曲线明显落后与其它温度，而当温度在60℃～90℃范围内时，随着时间的推移上染率曲线的差异不大，最终的上染率也很接近。表1不同温度下的摩擦牢度和K/S值50℃60℃70℃80℃90℃干摩擦牢度5级5级5级5级4～5级湿摩擦牢度4～5级4～5级4～5级4～5级4级K/S值6.497.137.807.837.89由表1可以看出在70℃后大麻织物的表面得色量K/S值相差不多，得色情况较好，摩擦牢度也较好。结合图1和表1在70℃情况下为活性黄BES的染色情况较好，与高温时相差不大，所以本着节约的原则选取70℃时对该大麻织物进行染色。3.2食盐用量对染色情况的影响图2食盐用量对上染率的影响由图2可以明显观察到，随着食盐用量的增加染料的上染率增加。通过图中数值分析得出在70g/L食盐用量下的最终上染率最高，但考虑到50g/L、60g/L、70g/L降低的值差别不大。表2不同食盐用量下的摩擦牢度和K/S值30g/L40g/L50g/L60g/L70g/L干摩擦牢度5级5级5级5级5级湿摩擦牢度4～5级4～5级4～5级4～5级4～5级K/S值5.0864.9975.4805.5765.735通过表2可以看出不同食盐用量的K/S随着食盐用量的增加而增加，呈递增趋势，而且摩擦牢度均较好。所以秉承着减少污染，降低消耗的原则，本实验选择50g/L的食盐用量。3.3纯碱用量对染色情况的影响图3纯碱用量对上染率的影响由上图可以明显观察到，当纯碱用量在25g/L和30g/L时加入纯碱后的上染率明显低于20g/L和以下用量时。表3不同纯碱用量下的摩擦牢度和K/S值10g/L15g/L20g/L25g/L30g/L干摩擦牢度4～5级5级5级5级5级湿摩擦牢度4～5级4～5级4～5级4～5级4～5级K/S值5.58276.43027.03137.37727.5639通过表3可以看出不同纯碱用量的K/S随着纯碱用量的增加而增加，呈递增趋势。在加入20g/L和更多纯碱后能取得较好的表面得色量，并且能取得较好的摩擦牢度，所以纯碱用量可控制在20g/L或更多的情况。综合以上实验可以得出活性黄BES的最佳染色工艺条件为:70℃、2%染料浓度、50g/L食盐用量、20g/L纯碱条件下为最佳染色工艺。染料纯碱皂洗、水洗15min15min30min盐4.实验结果与讨论尾严重或者色谱柱使用时间过长，可以将色谱柱进样端割去几cm，或者老化柱子，这种方式也可部分解决上述问题。当色谱柱分离效果不佳，时间使用太长需更换色谱柱。在纺织品禁用偶氮染料的检测中样品较脏，当检测样品数量较多时，有必要将混标与样品交叉进样，所测得混标的计算数据能有效控制质量，以及不断更新计算方法中的数据，确保检测结果的准确性。当检测结果有怀疑时，可以同时进两针，验证数据的重复性，有时仪器软件出现问题，进空针的情况也会出现。建立禁用芳香胺数据库，将所测样品的图谱中的保留时间、起始时间、特征离子和限定离子及其比例等信息与所建数据库进行对比，可以减少图库的检索时间，有利于迅速地从检索结果中找出同分异构体，提高了检测的准确度，避免了检测过程中假阳性问题以及不确定因素。另外，对阳性样品采取样卡制作的方法，有助于降低检测机构的检测风险。在禁用芳香胺的检测中，由于分析设备的局限性，导致把杂质、干扰物和同分异构体误报也经常发生，为避免此类问题，必须同时采用两种或以上的色谱方法进行定性确认。为了提高检测效率和准确性，扩展禁用偶氮染料的检测方法和使用各种色谱技术和质谱联用技术尤为重要。此外，应加大染料生产企业的质量控制，避免合成过程中禁用偶氮染料的产生，对染整行业和检测方面有重大意义。染料的结构对织物染色性能同样存在着一定的影响,线性结构的染料染色性能较好,酞菁结构的染料染色性能较差。采用活性艳兰、活性黄和活性紫,对液氨处理前后大麻织物进行染色时发现,活性染料对液氨处理后织物染色的上染率、固色率及K/S值均高于未处理织物,但采用活性翠兰对液氨处理后织物的上染率比未处理织物低。活性艳兰和活性黄两种染料对大麻织物染色性能较好,活性紫及活性翠兰较差。研究发现,由液氨处理引起的纤维孔径分布的变化是引起直接染料染色性能差异的主要因素。而活性染料的主要影响因素是由液氨处理引起的纤维的晶态结构变化,纤维非晶区增大,染料分子在纤维内部的可及度增加,染色性能较好;反之,染色性能较差。参考文献[1]高燕.液氨处理前后大麻纤维的结构与染色性能研究[D].北京服装学院,2010.[2]周永凯,高燕,戴春芬,张华,张建春.液氨处理前后大麻纤维结构与性能研究[J].北京服装学院学报(自然科学版),2011,04:59-67.[3]王杰,张华.汉(大)麻与其它纤维素纤维染色性能研究[J].中国麻业科学,2007,04:192-195