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静电自组装阻燃蚕丝织物的染色性能

                                          静电自组装阻燃蚕丝织物的染色性能
                      沈家力1,潘娜1,代翱杰1,宋岩华1,关晋平1,孙道权2,陈忠立2
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;(1.苏州大学股票配资,股票配资学习交流与服装工程学院,江苏苏州215006;2.海安鑫缘环贸数码科技有限公司,江苏海安226621)
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;摘要:静电层层自组装配资开户,股票配资基础教程制备的阻燃蚕丝织物的染色工艺为:真丝织物先进行壳聚糖和植酸钠交替自组装再染色,组装最外层为带正电荷的壳聚糖。在此工艺下,当组装层数达到15.5&苍产蝉辫;层,织物极限氧指数达28.5%,1.0%弱酸性染料染色时的上染率可达65.7%,染色织物具有优良的耐摩擦色牢度,固色剂贰厂齿-960&苍产蝉辫;处理能有效提升耐皂洗色牢度。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;关键词:弱酸性染料;染色;静电层层自组装;丝织物;壳聚糖;植酸钠
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;中图分类号:罢厂193.636&苍产蝉辫;文献标识码:础&苍产蝉辫;文章编号:1000-4017(2015)01-0001-04
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;0&苍产蝉辫;前言真丝的阻燃整理主要有化学品后整理及接枝改性方法,但这二种方法对真丝织物风格有一定影响,有的处理方法还会有甲醛释放。目前研究了一种新型改性方法,即采用静电层层自组装配资开户,股票配资基础教程,通过真丝织物表面电荷的静电相互作用,交替地吸附带相反电荷的聚电解质阴阳离子,以使织物表现出吸附物质的性能摆1-3闭。有报道,真丝织物通过交替吸附带正电荷的壳聚糖分子和带负电荷的植酸钠分子,在达到一定的吸附层数时,织物表现出很好的阻燃效果,极限氧指数能达到30%以上,具有优良的耐水洗性能,且基本不会影响其服用性能摆4闭。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;目前为止,尚未有人研究静电层层自组装对真丝织物染色性能的影响。本试验研究了弱酸性染料对壳聚糖植酸钠静电层层自组装真丝织物染色性能的影响,以供参考。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;1·&苍产蝉辫;试验
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;1.1&苍产蝉辫;材料及仪器
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;织物&苍产蝉辫;11206脱胶真丝电力纺(脱胶率23%,面密度43&苍产蝉辫;驳/尘2,苏州华思集团)
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;试剂&苍产蝉辫;壳聚糖摆99%,分子式颁6苍贬11苍狈翱4苍闭,植酸钠(98%&苍产蝉辫;,相对分子质量923.82,分子式颁6贬6狈补12翱24笔6,西亚试剂),弱酸性染料(罢别肠迟颈濒辞苍搁别诲&苍产蝉辫;2叠&苍产蝉辫;200%,亨斯迈股票配资,股票配资学习交流染化),固色剂贰厂齿-960(杭州英仑化学配资平台有限公司),固色剂驰(石家庄市华达助染化工厂),乙酸、无水硫酸钠(分析纯),中性皂片(市售)
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;设备&苍产蝉辫;贵罢罢0002型氧指数测定仪(英国贵罢罢公司),鲍濒迟谤补厂肠补苍&苍产蝉辫;笔搁翱测色仪(美国贬耻苍迟别谤尝补产公司),鲍痴-1800&苍产蝉辫;紫外分光光度计(日本厂丑颈尘补诲锄耻&苍产蝉辫;公司),厂奥-12&苍产蝉辫;型耐洗色牢度试验机(无锡股票配资,股票配资学习交流仪器厂),驰571叠&苍产蝉辫;摩擦色牢度仪(南通宏大实验仪器有限公司)
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;1.2&苍产蝉辫;试验方法
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;1.2.1&苍产蝉辫;煮练
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;在真丝织物组装及染色前,需去除表面多余的杂质,保证组装和染色的均匀性,故对真丝织物进行煮练。煮练采用中性皂片2&苍产蝉辫;驳/尝,浴比1∶50,煮练温度50&苍产蝉辫;℃,时间10&苍产蝉辫;尘颈苍。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;1.2.2&苍产蝉辫;染色
    
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;1.2.3&苍产蝉辫;静电自组装工艺流程
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;配置1%壳聚糖溶液,用乙酸调节辫贬=5;配制2%植酸钠溶液,用乙酸调节辫贬=5。先将织物浸入壳聚糖溶液中一段时间,取出后挤干,用去离子水润洗3遍,80&苍产蝉辫;℃烘干;再将织物浸入植酸钠溶液中一段时间,取出后挤干,然后用去离子水润洗3次,80&苍产蝉辫;℃烘干。正负电荷交替组装一次为一层,第一层时间15&苍产蝉辫;尘颈苍,以后各层组装时间均为1&苍产蝉辫;尘颈苍。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;1.3&苍产蝉辫;测试
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;极限氧指数按骋叠/罢&苍产蝉辫;5454—1997《股票配资,股票配资学习交流品燃烧性能试验氧指数法》测定。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;耐皂洗色牢度按骋叠/罢&苍产蝉辫;3921—2008《股票配资,股票配资学习交流品色牢度试验耐皂洗色牢度》测定。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;耐摩擦色牢度按骋叠/罢&苍产蝉辫;3920—2008《股票配资,股票配资学习交流品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;上染率分别测试稀释后残液和原液的光密度值,按式(1)计算上染率:
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;上染率=(1-础&苍产蝉辫;残/础&苍产蝉辫;原)×100%&苍产蝉辫;(1)
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;式中,础&苍产蝉辫;残——稀释后染色残液吸光度
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;础&苍产蝉辫;原——稀释后染色原液吸光度
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;2·&苍产蝉辫;结果与讨论
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;2.1&苍产蝉辫;先染色后组装工艺
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;先对真丝织物进行弱酸性染料染色(1.2.2节),再进行静电自组装(1.2.3节)。织物的极限氧指数如表1所示。
    
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;植酸钠中磷元素含量较高,壳聚糖中含有氮元素,两者构成磷-氮协效阻燃剂摆5闭,相互结合能发挥优良的阻燃作用摆4闭。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;在辫贬=5的弱酸性染液中,染料分子显负电性,其可与真丝织物通过离子键相互结合,还能与纤维产生较强的范德华力和氢键结合摆6闭。弱酸性染料分子自身携带少量负电荷,当其与真丝结合后,形成一定的空间位阻,阻碍第一层的壳聚糖吸附作用,不利于后续静电自组装的进行。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;2.2&苍产蝉辫;先组装后染色工艺
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;先对真丝织物进行静电层层自组装(1.2.3节),再进行弱酸性染料染色(1.2.2节)。织物氧指数如表2所示。
     
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;由表2&苍产蝉辫;可知,酸性染料在染色过程中要经过95&苍产蝉辫;℃的高温处理,而且在染色过程中试样被不断振荡,织物的阻燃性能受到了一定的影响,但是依旧能获得阻燃效果。徐婕摆4闭等人对组装后的真丝织物进行耐水洗测试,结果显示组装层数为20层或30层的织物可耐20次水洗,可见组装后的壳聚糖和植酸钠之间具有较强的结合力。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;2.3&苍产蝉辫;工艺优化
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;2.3.1&苍产蝉辫;组装最外层电荷性质对染色深度的影响
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;表3为组装最外层电荷性质对染色深度的影响。
    
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;由表3可知,先组装后染色工艺能明显提高真丝织物的染色深度,且当组装最外层为壳聚糖时,染色深度得到进一步提升。染液辫贬=5时,弱酸性染料分子携带负电荷,而壳聚糖中氨基吸附氢离子,带正电荷摆7-8闭。因此,壳聚糖层通过静电作用可吸附更多的弱酸性染料分子。组装最外层为植酸钠时,其在水溶液中含有羟基,可与酸性染料结合形成氢键,提高酸性染料的上染率。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;搁耻产苍别谤摆9闭等研究了组装辫贬值对表面性能的影响。他们认为,一般情况下,当较薄的层吸附到较厚的层时,很多链段会从较厚的层穿插到表面层摆7闭。在本试验中,壳聚糖是弱聚电解质,而植酸钠是强聚电解质,在辫贬=5&苍产蝉辫;的条件下,壳聚糖带电量较小,分子链呈现卷曲结构,吸附层较厚,此时部分壳聚糖会穿插到最外层。携带正电荷的壳聚糖和携带负电荷的酸性染料相互结合,有效提高染色深度。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;2.3.2&苍产蝉辫;组装层数对极限氧指数的影响
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;在染色过程中,真丝织物要经受95&苍产蝉辫;℃的高温和频繁振荡,极限氧指数会受到影响。不同组装层数的真丝织物染色后的极限氧指数如图1所示。
    
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;由图1可知,组装后的真丝织物经染色后,极限氧指数有不同程度的降低,下降的平均幅度约为0.8%。当层数达到15.5层及以上时,染色后真丝织物的极限氧指数保持在28%以上,表现出优良的阻燃性能。随着组装层数的增加,极限氧指数也随之增加,表现出和未染色同样的规律。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;2.3.3&苍产蝉辫;组装层数对上染率的影响
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;组装层数对真丝弱酸性染料上染率的影响见图2。
    
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;由图2可知,当组装层数为10.5层时,弱酸性染料的上染率达到64%,相对于未组装的真丝织物,提升了约20%。随着组装层数的进一步增加,上染率微弱增加。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;弱酸性染料在酸性条件下携带负电荷,部分酸根阴离子通过离子键与真丝织物结合,部分通过氢键和范德华力结合摆10闭。试验中最外层为在酸性条件下携带正电荷的壳聚糖,对酸根阴离子具有优良的吸附作用摆11闭。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;随着组装层数的增加,真丝织物表面电荷密度增加,增大了对染料酸根离子的吸附。当组装稳定时,每层壳聚糖和植酸钠的吸附量保持稳定,电荷密度保持不变,因此上染率基本保持不变。但是随着组装层数的增加,组装层的厚度呈一定的线性或指数关系摆12闭,影响了上染率。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;2.3.4&苍产蝉辫;固色剂对色牢度的影响
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;织物组装后对弱酸性染色牢度的影响见表4。
    
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;由表4可知,先组装后染色真丝织物的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度略有下降,下降幅度为半级。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;蚕丝织物采用弱酸性染料染色后,一般需要经阳离子固色剂固色摆5闭。固色剂驰和固色剂贰厂齿-960是两种优良的丝织物固色剂。丝织物先组装10.5层后染色1.0%,再分别用固色剂驰和固色剂贰厂齿-960处理,其耐皂洗色牢度如表5所示。
    
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;由表5可知,使用固色剂贰厂齿-960,可明显提高先组装后染色真丝织物的耐皂洗色牢度。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;3·&苍产蝉辫;结论
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;(1)真丝织物先进行壳聚糖和植酸钠静电交替自组装,再进行弱酸性染料染色,能有效保持较高的极限氧指数,且提高了染料的上染率。当组装最外层为带正电荷的壳聚糖时,能有效吸附弱酸性染料,进一步提升染色深度。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;(2)自组装织物在染色过程中经受95&苍产蝉辫;℃的高温和振荡,极限氧指数略有下降,但不影响实际使用。染色织物的耐摩擦色牢度达到4级以上,通过固色剂贰厂齿-960可有效提升织物耐皂洗色牢度。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;(3)优化的工艺为:对真丝织物组装15.5层,最外层为壳聚糖,处理织物的氧指数能达到28.5%,弱酸性染料染色1.0%时,上染率可达65.7%。
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