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0·前言
涂料染色是紡織印染行業(yè)節(jié)能和清潔生產(chǎn)的研究熱點(diǎn)和發(fā)展方向之一［1］。涂料中的顏料粒子不溶于水，以細(xì)顆粒狀態(tài)懸浮分散于水中，不能以單分子態(tài)滲入纖維內(nèi)部，因此對(duì)棉纖維等基質(zhì)缺乏直接性［2-4］。目前，涂料染色主要采用黏合劑將涂料固著在織物上，但此工藝適應(yīng)面窄，僅適用于染中淺色，且色牢度不高。溶膠成膜改性技術(shù)可以有效改善紡織品涂料染色牢度等性能。將色素或功能物質(zhì)摻雜到硅溶膠中，并在纖維表面成膜，可賦予紡織品特殊功能性。色素可以被固定在硅氧烷母體中，提高織物水洗牢度和摩擦牢度等［5］。
本試驗(yàn)應(yīng)用溶膠-凝膠雜化技術(shù)制備涂料雜化硅溶膠，并研究其穩(wěn)定性。通過(guò)分析染色織物的牢度性能、顏色性能和手感等，為生產(chǎn)企業(yè)提高涂料染色深度和染色牢度提供參考。
1·試驗(yàn)部分
1．1藥品與儀器
織物14．8 tex×14．8 tex，524根/10 cm×283根/10 cm純棉府綢織物(經(jīng)退漿和精練的半制品)藥品涂料嫩黃F7G(25 g/L)、涂料大紅FFG(34 g/L)、涂料艷藍(lán)FBL(35 g/L)(江蘇五彩精細(xì)化工股份有限公司);偶聯(lián)劑KH-570(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，湖北荊州市江漢精細(xì)化工有限公司);非離子分散劑平平加O(上海科興生化試劑有限公司);正硅酸乙酯、無(wú)水乙醇、鹽酸(均為國(guó)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司)
儀器X-Rite Premier 8400電腦測(cè)色配色系統(tǒng)(美國(guó)X-Rite公司)，Y571染色摩擦牢度儀(萊州市電子儀器有限公司)，UV-2100分光光度計(jì)［尤尼柯(上海)儀器有限公司］，Instron 1341萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)(英國(guó)Instron公司)，日立S-4800冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(日本日立株式會(huì)社)
1．2試驗(yàn)方法
1．2．1涂料雜化硅溶膠的制備
將一定量無(wú)水乙醇(C2H5 OH)、正硅酸乙酯(TEOS)、去離子水(H2O)加入三角燒瓶，緩慢滴加一定量HCl(1 m
1．2．2涂料雜化硅溶膠染色
用上述制備的涂料雜化硅溶膠對(duì)織物進(jìn)行軋染染色，二浸二軋(軋余率80%)，50℃預(yù)烘20 min，150℃焙烘5 min。
涂料直接染色工藝用涂料液代替涂料雜化硅溶膠，涂料濃度等其它條件均相同。
1．2．3紫外-可見光吸收光譜
取0．1 mL溶液，用水稀釋40倍，將其裝入到石英玻璃皿中。在25℃條件下，通過(guò)UV-2100分光光度計(jì)在最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度。
1．2．4染色K/S值
用K/S值表示織物染色的顏色深度，K/S值越大，顏色越深。采用X-Rite 8400測(cè)色儀CIE Lab測(cè)色系統(tǒng)在D65光源、10°視場(chǎng)下，測(cè)定織物3個(gè)點(diǎn)的K/S值，取其平均值。
1．2．5摩擦牢度
根據(jù)GB/T 3920—1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取?，采用Y571型染色摩擦牢度儀測(cè)試染色織物的干、濕摩擦牢度，然后用GB 251—1995灰色樣卡進(jìn)行評(píng)級(jí)。
1．2．6拉伸斷裂強(qiáng)力
應(yīng)用Instron 1341萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試織物的拉伸斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率，織物尺寸為10 cm×5 cm，拉伸有效長(zhǎng)度為5 cm，拉伸速度為2 cm/min。開啟試驗(yàn)儀，拉伸試樣至斷脫，記錄斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率。
1．2．7增重率
織物樣品在60℃下烘燥24 h，準(zhǔn)確稱取其質(zhì)量m0;織物染色處理后，在60℃下烘燥24 h，準(zhǔn)確稱取其質(zhì)量m1，按式(1)計(jì)算織物增重率R為:
R=(m1－m0)/m0×100%(1)
1．2．8掃描電子顯微鏡表征
將織物樣品脫水、干燥、
2·結(jié)果與討論
2．1涂料雜化硅溶膠的穩(wěn)定性
2．1．1硅烷偶聯(lián)劑添加量的影響為了增強(qiáng)雜化硅溶膠涂層的穩(wěn)定性和力學(xué)性能，可以在溶膠制備過(guò)程中添加硅烷偶聯(lián)劑［7］。偶聯(lián)劑KH-570添加量對(duì)涂料艷藍(lán)雜化硅溶膠穩(wěn)定性的影響見圖1。
從圖1可以看出，偶聯(lián)劑的添加量會(huì)影響溶膠的穩(wěn)定性。當(dāng)偶聯(lián)劑質(zhì)量濃度從0增加到8 g/L時(shí)，溶液吸光度的提高幅度趨緩，說(shuō)明溶液穩(wěn)定性增加;當(dāng)偶聯(lián)劑濃度增加到12 g/L時(shí)，溶液穩(wěn)定性增加已不明顯，放置80 h后，其穩(wěn)定性甚至低于8 g/L的溶液。
涂料中的顏料粒子不溶于水，而以細(xì)小顆粒狀態(tài)懸浮分散于溶液中。涂料的分散穩(wěn)定性主要通過(guò)添加化學(xué)分散劑并施以足夠的能量，破壞顏料粒子的聚集來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)涂料摻雜到膠體中時(shí)，偶聯(lián)劑改變了膠體中硅縮聚反應(yīng)的程度和速度，使顏料顆粒穩(wěn)定性增強(qiáng)。偶聯(lián)劑分子中含有三個(gè)硅氧烷鏈和一個(gè)γ-甲基丙烯酰氧基丙基鏈，其中硅氧烷鏈會(huì)和TEOS發(fā)生縮合反應(yīng)［8-9］。雖然隨著時(shí)間的增加，溶液的吸光度會(huì)稍微下降，顏料顆粒會(huì)發(fā)生部分沉淀或聚沉，但是在織物染色前只需稍加攪拌，就可形成相對(duì)穩(wěn)定的溶液體系。
2．1．2非離子表面活性劑添加量的影響
偶聯(lián)劑在水溶液中容易發(fā)生反應(yīng)，穩(wěn)定性較差。為便于應(yīng)用，添加非離子型表面活性劑平平加O以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。平平加O添加量對(duì)涂料艷藍(lán)雜化硅溶膠穩(wěn)定性的影響見圖2。
從圖2可以看出，當(dāng)平平加O濃度為2 g/L時(shí)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，溶液吸光度雖然會(huì)有所減少，但僅從0．67減少到0．57，整個(gè)體系仍相對(duì)穩(wěn)定。
平平加O分布在硅氧烷偶聯(lián)劑長(zhǎng)鏈的周圍，減少長(zhǎng)鏈周圍水的相對(duì)含量，從而減緩硅氧烷鏈的縮合反應(yīng)。另一方面，其還會(huì)環(huán)繞在顏料顆粒周圍，改變顏料顆粒的化學(xué)惰性，增強(qiáng)顏料顆粒在溶液中的懸浮性，從而提高溶膠穩(wěn)定性。
2．2涂料雜化硅溶膠的染色性能
棉織物采用涂料雜化硅溶膠染色
圖3中，涂料雜化硅溶膠染色織物的K/S值較涂料直接染色織物大幅提高。涂料嫩黃直接染色織物的K/S值為7．18，涂料嫩黃雜化硅溶膠染色織物的K/S值則提高到12．47。涂料大紅雜化硅溶膠染色織物的K/S值，比涂料大紅直接染色織物提高了45．36%。涂料艷藍(lán)直接染色織物的K/S值為7．14，涂料艷藍(lán)雜化硅溶膠染色織物則提高到了11．36。
純的顏料顆粒呈電中性，為提高其分散穩(wěn)定性，應(yīng)用前均會(huì)加入大量的表面活性劑，一般采用陰離子型。這些表面活性劑分子的疏水部分靠氫鍵和范德華力與顏料顆粒表面發(fā)生吸附，而親水基團(tuán)則朝向外側(cè)，導(dǎo)致顏料顆粒表面呈負(fù)電性。棉纖維分子在水中帶負(fù)電荷，所以兩者之間存在靜電斥力。因此，直接用涂料對(duì)棉纖維進(jìn)行染色，染色深度較差。而用涂料雜化硅溶膠染色，經(jīng)高溫焙烘，在織物表面形成的濕凝膠膜會(huì)失水形成帶有大量孔隙結(jié)構(gòu)的薄膜［10］，將顏料顆粒包裹其中，并阻止顏料顆粒的脫落和擴(kuò)散，最終使得織物染色K/S值提高。
2．3涂料雜化硅溶膠染色織物的性能
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