棉织物染色

棉织物染色报告

姓名：陈杭南

班级：10材化生实验班

学号：Q10100116

指导老师：陈君莉

一、技术指标

耐水洗牢度4级、干摩擦牢度4级、湿摩3级、日晒牢度3级、上染率80%

二、配方分析与设计

活性染料的上染过程：

（1）吸附：直接性低→加中性盐促染，加入元明粉的Na+被纤维表面吸附→双电层变薄→ξ电位越大↓→斥力↓，[Na+]浓度差降低，有利于Na+上染纤维，此外，增加染液中的染料活度→提高染料的平衡吸附量，从而提高平衡上染百分率。

（2）扩散：染料扩散到纤维内部，并与纤维反应。

（3）固着：染料与纤维共价键结合，活性染料的固色只要是通过加见进行的，加入碱的量会影响染液的pH值，pH值↑→[CellO-]↑→固色↑，pH值↑→水解↑↑。

为达到以上指标并在指标范围内减少药剂和水的用量，我们对分别温度、碱剂用量、浴比、元明粉的用量四个变量进行实验。

2.1. 元明粉用量

活性染料上染棉织物，由于两者都呈电负性，存在静电斥力。若需要提高上染率，需要加入的大量电解质促染，所以我们选取元明粉浓度在30—60g/L范围内变化，以10g/L的浓度变化做了四组单因素对比实验。以下为具体实验配方：

表2-1

2.2. 浴比

活性染料在较高温度下易水解，所以需要在较小的浴比下染色。但是浴比较小的同时也存在染色不匀的情况，易产生色花。综合以上两点我们选择浴比在1:10—1:20，选择1:10、1:15、1:20三个进行对照实验。以下为具体配方：

表2-2

2.3. 上染温度

活性染料染色分上染和固色，在上染的过程中，温度影响染料的上染速率，温度越高，上染速率越快，相同时间内上染率越高。但是温度高又会导致活性染料的水解，影响最终固色率。综合以上两点，我们选择温度在60—75℃，以5℃的温度梯度做了4组单变量对照实验。以下为实验配方：

表2-3

2.4. 碳酸钠用量

在固色过程中，主要是附着在纤维表面的活性基团电离，形成亲电试剂，与纤维上的羟基发生共价键结合从而提高染料固色率。碳酸钠充当碱剂的作用，使染料上的基团发生电离。为了满足提高最终上染率而又不浪费碱剂的条件，我们选择碳酸钠浓度在5—20g/L，以5g/L 为浓度梯度做了4组单变量对照实验。以下为实验配方：

表2-4

2.5. 其他变量

2.5.1. 染色工艺

图2-1

2.5.2. 皂煮配方

三、实验结果与分析

3.1. 小样分析

3.1.1. 元明粉用量

图3-1

在图中我们可以看到在30—50g/L的变化中，曲线接近直线，说明在这个范围内，元明粉浓度越高，染料上染率越高。在当元明粉浓度超过50g/L时，曲线趋于平缓，说明此时浓度已经到达起促染作用的极限。所以最佳元明粉浓度在50g/L。

3.1.2. 浴比

图3-2

从表中曲线我们可以看到，随着浴比的增大，K/S值减小。所以最佳浴比在为1:10或者更小。

3.1.3. 温度

图3-3

在温度与K/S值的曲线中，我们发现随着温度的升高K/S值变化为先增大后减小，在70℃左右达到峰值。所以，最佳上染温度为70℃。

3.1.

4. 碳酸钠用量

图3-4

图中，随着碳酸钠浓度在增加，K/S值增大。说明碳酸钠的最佳浓度为20g/L或者更大。

3.2. 大样

3.2.1. 大样配方

对以上几组实验得到的K/S值的对比，四个因素的最佳比例：

在大样的染色中，我们选取纯活性蓝作为染料，由于考虑到染液蒸发导致染色不匀的问题，我们采用了1:15的浴比作为大样染色浴比。

3.2.2. 最大吸收波长测试

我们用随机配置了某浓度的活性蓝溶液进行最大吸收波长的测定，在查阅资料的时候，发现蓝光的波长在450—495nm之间。而我们得到以下数据，最终确定最大吸收波长在411nm。原因是在进行吸光度测试时，没有调节PH，导致在碱性环境下，活性染料的色光发生偏差。

表3-3

在最大吸收波长下我们分别对对照组、浅色组、深色组的残夜进行吸光度测试。为了控制吸光度过大，将标准样稀释至1/6 %浓度，将深色样稀释3倍。得到以下数据：

表3-4

3.2.3. 耐水洗牢度

表3-5

3.2.

4. 湿摩擦牢度

表3-6

四、总结

由于在实验操作过程中，没有设计好实验思路，在染料选择中，导致四个实验对象的因素只能两两分析，不能直接正交分析。但是在以上的技术指标的测试中，我们所染的大样达到实验要求。

我们只是分析了浅色的配方，深色配方只是在浅色配方上调整，碳酸钠的用量有所提高。最终深色上染率大于浅色上染率，说明虽然我们调整的配方可以达到指标，但是还可以进行工艺优化。