抗定形保護(hù)劑bp-1和bp-2在純羊毛織物中性條件染色中的應(yīng)用

0保護(hù)劑的保護(hù)機(jī)理眾所周知，染色過程中的頭發(fā)損傷。染色溫度和染色時間越高，損傷越嚴(yán)重。近年來隨著羊毛織物向高紗支、輕薄化方向的發(fā)展和人們對織物品質(zhì)要求的提高,染色過程中的羊毛損傷制約毛紡工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提高的矛盾更加突出。半個多世紀(jì)以來,羊毛的保護(hù)問題一直是染整工作者研究的一個熱點,并且為盡量減少染整過程中的損傷已進(jìn)行了大量研究工作,在保護(hù)劑存在下的高溫染色加工已被人們普遍認(rèn)同,由此根據(jù)不同的保護(hù)機(jī)理而開發(fā)的保護(hù)劑也大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。目前保護(hù)劑的種類主要有:蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物類型、甲醛前體類型、活性染料類型和抗定形類型,其保護(hù)機(jī)理各不相同。其中有代表性的是汽巴嘉基公司生產(chǎn)的IrgasolHTWNEW和MiralanHTP,前者為甲醛前體類型,以交聯(lián)機(jī)理為主;后者為抗定形類型,以抗定形機(jī)理為主。由于目前商用的抗定形類型羊毛保護(hù)劑均只在酸性條件下具有良好的保護(hù)性能,而在常造成高永久定形損傷的中性條件下幾乎沒有保護(hù)作用,筆者合成了2種與二硫鍵斷裂殘基具有高反應(yīng)活性的抗定形類型保護(hù)劑(以下簡稱BP-1和BP-2),用于純羊毛織物在染浴pH值為7的染色試驗中,以商用保護(hù)劑MiralanHTP和IrgasolHTWNEW作為對照,以染色后織物的永久定形、濕膨脹及拉伸性能對其保護(hù)性能進(jìn)行評價。1實驗1.1抗定形類型保護(hù)劑的合成用平紋純澳毛織物(140g/m2)在Ahiba小樣染機(jī)中進(jìn)行染色試驗,染料為KitonFASTBlueCR200,濃度為0.5%(owf),染浴含Na2HPO41g/L,用H3PO4調(diào)至pH值7,浴比為35∶1。保護(hù)劑分別為本實驗室合成的抗定形類型保護(hù)劑(BP-1和BP-2)5%(owf),MiralanHTP和IngasolHTWNEW7%(owf),分別在染前加入染浴中,在50℃運行10min并檢查pH值為7后再放入織物。染色工藝從50℃起染,以1.5℃/min的速度升溫至100℃,并在該溫度下保溫60min,然后以2℃/min的速度降溫至70℃,結(jié)束染色過程。織物經(jīng)漂洗后,在室溫下自然干燥。并將無任何保護(hù)劑存在條件下的染色試樣作為對照樣。染色試樣編號:樣號1——由BP-1處理的織物;樣號2——由BP-2處理的織物;樣號3——由MiralanHTP處理的織物;樣號4——由IrgasolHTWNEW處理的織物;樣號5——對照樣,無保護(hù)劑存在下處理的織物;樣號6——未染色處理的織物。1.2性能試驗1.2.1永久性定形位永久定形度按折皺角方法進(jìn)行測定。1.2.2濕腫脹使用FAST-4尺寸測定儀(澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)院生產(chǎn))對染色后織物進(jìn)行濕膨脹測定。1.2.3織物拉伸性能用島津DCS500拉伸強(qiáng)力儀測定完全潤濕狀態(tài)下的上述染色處理后織物的拉伸性能。試樣寬度約為25cm,每塊試樣包含60根紗線,測定了斷裂功、斷裂強(qiáng)度、初始模量和斷裂延伸度4個指標(biāo)。夾頭距離為10cm,全部結(jié)果均為經(jīng)紗拉伸性能數(shù)據(jù)。2結(jié)論和討論2.1高溫染色后羊毛織物的持續(xù)定形在羊毛纖維中主要存在2類化學(xué)鍵:酰胺鍵和二硫鍵,前者在酸性和堿性條件下易于斷裂,而后者易于在堿性和中性條件下斷裂。由于高溫染色過程中導(dǎo)致的羊毛織物永久定形是由羊毛纖維中半胱氨酸巰基與二硫鍵的交換反應(yīng)所造成的,因此永久定形更易于在中性染色條件下發(fā)生,從而導(dǎo)致羊毛織物性能惡化。根據(jù)Huson的定形模型,只要能有效地減少羊毛纖維在高溫染色過程中的永久定形,就可以有效地減少羊毛的損傷,保持羊毛優(yōu)良的天然風(fēng)格。因此本實驗室合成了具有與半胱氨酸巰基高反應(yīng)活性的羊毛保護(hù)劑(BP-1和BP-2),以阻止二硫鍵的交換反應(yīng)的發(fā)生。在pH值7,100℃條件下高溫染色后羊毛織物永久定形度見圖1。由此不難看出,BP-1和BP-2具有很高的保護(hù)活性,能有效地減少永久定形度,其效能優(yōu)于本實驗所使用的2種商用保護(hù)劑。2.2降低高溫染色過程中濕膨脹的影響濕膨脹是羊毛服用性能好壞評價的重要指標(biāo)。當(dāng)濕膨脹值大于6%時,常會導(dǎo)致羊毛織物在高濕度下服用時出現(xiàn)外觀問題,而濕膨脹的增加正是由于織物的永久定形所引起的。因此,只要能有效地減少永久定形度,就可以抑制高溫染色過程中濕膨脹的增加。在pH值7,100℃條件下高溫染色后羊毛織物濕膨脹值見圖2,其結(jié)果與永久定形度實驗結(jié)果具有很好的一致性,也再次證明了濕膨脹與永久定形兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系。2.3染色織物的保護(hù)活性織物的拉伸性能是決定羊毛織物服用性能好壞的重要機(jī)械性質(zhì),因此我們常常利用拉伸性能(斷裂功、斷裂延伸度、拉伸強(qiáng)度和初始模量)的測試來評價羊毛的損傷。實驗結(jié)果表明,BP-1和BP-2對羊毛的保護(hù)活性遠(yuǎn)優(yōu)于MiralanHTP和IrgasolHTWNEW。在pH值7,100℃條件下高溫染色后羊毛織物的斷裂功(見圖3樣號1和樣號2)幾乎與未染色試樣的斷裂功(見圖3樣號6)一樣,說明其高溫?fù)p傷得到了有效的抑制。初始模量(圖4)、拉伸強(qiáng)度(圖5)和斷裂延伸度(圖6)均獲得了相似的結(jié)果。但在抗定形類型保護(hù)劑BP-1和BP-2存在下的染色織物其初始模量和拉伸強(qiáng)度較未染色樣略有下降,而斷裂延伸度稍有提高,該結(jié)果再次支持了筆者2000年在第10屆國際毛紡織研討會上提出的抗定形保護(hù)機(jī)理。2