SA/ZW603混合糊料活性染料印花研究 摘要:研究了海藻酸鈉(SA)與合成增稠劑ZW603不同比例混合糊料的基本性質(zhì)和實(shí)際印花效果,并與單獨(dú)使用兩種糊料進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明,海藻酸鈉與合成增稠劑ZW603以合適比例復(fù)配的混合糊料符合印花糊料的一般要求,某些性能甚至超過海藻酸鈉;另外,此混合糊料可顯著降低印花成本。 關(guān)鍵詞:海藻酸鈉;合成增稠劑;混合糊料;活性染料;印花 自活性染料問世50多年以來(lái),國(guó)內(nèi)外一直沿用海藻酸鈉作為活性染料印花的糊料,其不與染料反應(yīng),得色量高且脫糊性好,然而也存在流變性不理想,圓(平)網(wǎng)印花特別是高目數(shù)網(wǎng)印、精細(xì)花型和大面積印花印制效果不理想等缺陷。另外近年來(lái)海藻酸鈉價(jià)格提高,導(dǎo)致印花生產(chǎn)成本上升。因此,國(guó)內(nèi)外都在積極尋找海藻酸鈉的代用品,研究較多的主要有變性海藻酸鈉糊、合成增稠劑和變性淀粉糊、變性纖維素糊等,雖單項(xiàng)性能優(yōu)于海藻酸鈉,但也不能滿足活性染料印花色漿的綜合性能要求。近年來(lái)開發(fā)的復(fù)合類糊料把各種糊料單一的優(yōu)良特性復(fù)合在一起,顯示出優(yōu)異的綜合性能,是目前活性染料印花用較理想的糊料。 本實(shí)驗(yàn)即選用一種國(guó)產(chǎn)聚丙烯酸類合成增稠劑ZW603與海藻酸鈉復(fù)配,研究了不同混合比例復(fù)配糊料的性能,以期能找到印花效果好、應(yīng)用范圍廣且成本低的糊料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的海藻酸鈉進(jìn)行活性染料的印花。 1實(shí)驗(yàn)部分 1.1實(shí)驗(yàn)材料 1.1.1織物 純棉漂白平紋布,紗支21×21,密度60×50。 1.1.2藥品 海藻酸鈉(青島明月海藻集團(tuán)有限公司),聚丙烯酸類合成增稠劑ZW603(江陰市尤尼克熔劑有限公司),尿素(CR),碳酸氫鈉(CR),防染鹽S(CR)活性紅K-2BP,活性藍(lán)K-GR,活性黃K-4G等。 1.1.3儀器 NDJ-8S型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司),LFY-304型紡織品耐摩擦色牢度試驗(yàn)儀(山東省紡織科學(xué)研究院),美國(guó)X-Rite8400電腦測(cè)色配 色儀。 1.2實(shí)驗(yàn)方法 1.2.1原糊和色漿的制備 基本原糊制備:將海藻酸鈉和合成增稠劑ZW603分別與蒸餾水混合,攪拌30 min呈均勻透明狀,靜置過夜,使糊料充分膨化,制得兩種基本原糊。 混合原糊制備:將兩種基本原糊按所需比例混合,攪拌均勻,靜置使糊料充分反應(yīng),制得混合原糊。 色漿制備:按照如下處方制備色漿:活性染料2%,尿素5%,防染鹽S 1%,碳酸氫鈉2%,原糊50%,加水補(bǔ)足100%。具體制備方法見參考文獻(xiàn)。 1.2.2基本性能測(cè)試 (1)成糊率曲線:配制不同濃度的原糊并測(cè)試粘度,繪制曲線,即得糊料的成糊率曲線。 (2)粘度和印花粘度指數(shù)(PVI值)測(cè)試:采用NDJ-8S型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)于25℃下分別測(cè)定原糊在不同轉(zhuǎn)速下的表觀粘度。 PVI值=η60/η6,其中η60和η6分別是轉(zhuǎn)速為60 r/min和6 r/min時(shí)的原糊粘度。 (3)化學(xué)藥品相容性〔3〕,對(duì)于活性染料直接印花而言,即為原糊與尿素、碳酸氫鈉、染料和防染鹽S之間的相容性。 合成增稠劑ZW603對(duì)電解質(zhì)極為敏感,不宜采用加入化學(xué)品常規(guī)用量三倍的方法評(píng)價(jià)相容性,此處采取逐漸提高化學(xué)品濃度的方法。配制化學(xué)品的溶液,加入原糊中使達(dá)到規(guī)定濃度,攪拌均勻靜置脫泡后測(cè)粘度,繪制粘度隨化學(xué)品濃度變化的關(guān)系曲線。參比糊料中加入等體積的水。 (4)抱水性測(cè)試:見參考文獻(xiàn) (5)皮膜強(qiáng)度的測(cè)試:見參考文獻(xiàn)。 (6)耐儲(chǔ)存穩(wěn)定性:制備原糊,靜置消泡后測(cè)取第一次粘度值,然后每隔24 h測(cè)取下一個(gè)粘度值,共測(cè)七天,并觀察有無(wú)腐爛變質(zhì)。對(duì)混合糊料還要采用離心分離的方法評(píng)定其穩(wěn)定性。將混合糊料放置一天、三天、七天分別用高速離心機(jī)對(duì)其進(jìn)行離心,觀察沉淀、分層情況。 (7)曳絲性:模擬參考文獻(xiàn)的方法。 1.2.3印制性能測(cè)試 印花工藝:調(diào)漿→印花→烘干(60℃)→汽蒸(102～103℃,10 min)→冷水洗→熱水洗→皂煮(合成洗滌劑5 g/L,沸煮10 min)→熱 水洗→冷水洗→晾干。 1.2.3.1得色量和滲透性 得色量:滿地印花后用電子測(cè)色配色儀測(cè)定織物的K/S值,K/S值越大,得色越深。滲透率由印花織物正反面的K/S值計(jì)算: | ||
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1.2.3.2脫糊率
式中:W1—印花并烘干后的織物質(zhì)量;W2—凈洗后的印花織物的質(zhì)量;W0—未印花的織物質(zhì)量。1.2.3.3輪廓清晰度采用目測(cè)法評(píng)價(jià)。圖案中最細(xì)的線條也清晰可見,輪廓清楚,粗細(xì)均勻,印制效果為好;若圖案中細(xì)線條的輪廓有些模糊,而中等粗細(xì)線條清晰可辨,印制效果為較好;若其印制圖案中中等粗細(xì)的線條模糊,粗線條輪廓清楚,印制效果為一般;粗線條模糊,印制效果為差。2結(jié)果與討論2.1基本性能測(cè)試2.1.1成糊率圖1為海藻酸鈉(SA)和合成增稠劑ZW603(ZW)的成糊率曲線。
由圖1可以看出,兩種糊料的粘度都隨濃度的增大而增大。海藻酸鈉粘度增加快,而ZW603較為平緩,說明海藻酸鈉的成糊率高于合成增稠劑ZW603,但ZW603的耐稀釋性比海藻酸鈉好。2.1.2流變性測(cè)試2.1.2.1粘度
色漿粘度隨ZW603比例的增大而下降,而3∶7混合糊料的粘度突然升高,與SA相當(dāng),符合降低成本的要求,下面將重點(diǎn)討論。2.1.2.2印花粘度指數(shù)(PVI值)粘度計(jì)測(cè)得的數(shù)據(jù)顯示所有的試驗(yàn)原糊均屬假塑性流體,表1為各混合糊料的PVI值。
由表
品顏色深淺而定,一般在0.5%~10%。圖5為各原糊與活性紅K-2BP的相容性。
觀察圖3、4、5可以看出,三種糊料粘度的變化趨勢(shì)相似:海藻酸鈉對(duì)碳酸氫鈉、防染鹽S和染料的穩(wěn)定性很好,粘度基本不變。其他兩種原糊在三者作用下,粘度均下降,用量越多,粘度下降越大。ZW603糊料粘度下降最大,3∶7混合原糊粘度雖然也下降,但趨勢(shì)比較緩和,下降后的最終粘度值仍比單獨(dú)使用ZW603要高得多。這是因?yàn)樘妓釟溻c、防染鹽S和染料都是電解質(zhì),聚丙烯酸類合成增稠劑在電解質(zhì)的作用下,失去對(duì)水的增稠作用,導(dǎo)致粘度下降。而海藻酸鈉與聚丙烯酸類合成增稠劑的增稠機(jī)理不同,基本不受電解質(zhì)的影響。綜上所述,3∶7混合糊料耐電解質(zhì)的性能比海藻酸鈉稍差,但與ZW603相比有了很大改善。圖1中色漿粘度的變化曲線也說明了這一點(diǎn)。2.1.3.4與尿素的相容性尿素是活性染料印花常用的助溶劑、吸濕劑,除個(gè)別染料染深濃色時(shí)用量在10%左右外,一般尿素用量不超過6%,
由圖6可以看出,三種糊料隨著尿素的加入,粘度值略有升高后又降低,最終恢復(fù)至原粘度附近對(duì)尿素的穩(wěn)定性好。這是因?yàn)槟蛩厥欠请娊赓|(zhì),不會(huì)引起合成增稠劑粘度的大幅度下降。剛開始加入粘度升高是由于尿素的吸濕膨化功能所致,但吸濕膨化至一定程度,原糊料分子之間的作用力被削弱,導(dǎo)致粘度降低,但最終仍能維持混合糊料的原粘度水平。2.1.4混合糊的抱水性 表2為各混合糊料的抱水性。
由表2知,單獨(dú)合成增稠劑ZW603的抱水能力最強(qiáng),海藻酸鈉抱水性相對(duì)較差,隨著ZW603比例的增大,抱水性增強(qiáng)。一般來(lái)說原糊的抱水性要求在0.1～0.2cm之間較為合適,各混合糊的抱水能力均符合此要求。2.1.5耐儲(chǔ)存穩(wěn)定性單獨(dú)海藻酸鈉糊料25℃放置一周后粘度嚴(yán)重下降,兩周后變質(zhì)并產(chǎn)生異味失去增稠能力。ZW603放置兩周不會(huì)變質(zhì),粘度也不變化?；旌虾夏蛢?chǔ)存穩(wěn)定性比海藻酸鈉有所改善,海藻酸鈉比例越大糊料越容易腐敗變質(zhì)。3∶7混合糊料放置一周后粘度基本不變,離心分離后不沉淀、不分層,可以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。2.1.6曳絲性曳絲性是指糊料垂直流動(dòng)時(shí)成絲的能力,反映了糊料的粘彈性能,與其印花性能和印制效果有直接關(guān)系。曳絲性的好壞與印花效果有很大關(guān)系,尤其是輪廓清晰度。海藻酸鈉曳絲性好,ZW603曳絲性很差,混合糊料隨著海藻酸鈉比例的加大曳絲性變好。而3∶7混合糊料的曳絲性很好,基本與海藻酸鈉一樣,這可能是由于兩種糊料發(fā)生某種形式的鍵合。2.1.7皮膜強(qiáng)度的測(cè)定印花織物在烘干后到染料固色前這段時(shí)間的存放過程中,可能會(huì)出現(xiàn)干色糊由于布面相互摩擦而引起印花花紋處露底,以及在其他花位或未印花部位造成沾色等問題,這都與糊料形成的漿膜強(qiáng)度有關(guān)。各種混合糊料的皮膜強(qiáng)度經(jīng)測(cè)試后均達(dá)到4～5級(jí)以上,符合要求。2.2印制效果測(cè)試選用三種活性染料配制色漿,印花凈洗后測(cè)試滲透性和脫糊率,目測(cè)評(píng)價(jià)輪廓清晰度,可以看出,對(duì)