由表3和圖3可知，隨著n(NaHSO3)/n(—NCO)比值增大，固色劑乳液由黃色不透明變至微黃色透明乳液，穩(wěn)定性逐漸增加，粒徑減小，黏度增大;當(dāng)該比值小于0．5時(shí)，封端反應(yīng)結(jié)束后存在著大量?jī)啥司鶠?mdash;NCO的聚氨酯預(yù)聚體，與多胺型固色劑進(jìn)行接枝反應(yīng)時(shí)，極易發(fā)生支化反應(yīng)，使乳液穩(wěn)定性大大下降。當(dāng)該比值大于0．5時(shí)，聚氨酯預(yù)聚體分子中被封閉的—NCO數(shù)目增多，甚至出現(xiàn)預(yù)聚體兩端—NCO完全被封閉，無法與多胺固色劑進(jìn)行接枝反應(yīng)。當(dāng)該比值為0．5時(shí)，封端后的預(yù)聚體一端是氨基磺酸鈉鹽，另一端則是—NCO，可以與多胺類固色劑中的活潑氫進(jìn)行接枝反應(yīng)。且從反應(yīng)現(xiàn)象觀察，反應(yīng)較為平穩(wěn)。因此，選擇n(NaHSO3)/n(—NCO)=0．5。
2．5自制多胺固色劑用量對(duì)固色劑乳液性能的影響多胺固色劑用量對(duì)固色劑乳液性能的影響見表4和圖4。
注:摩爾分?jǐn)?shù)比n(PPG-800)/n(PEG-1000)=1∶2;n(NaHSO3)/n(—NCO)=0．5，n(Na2SO3)/n(NaHSO3)=0．2;R=2．0，pH=6．5
由表4和圖4可知，隨著多胺固色劑用量的增加，乳液外觀由微黃色透明變至深黃色不透明，穩(wěn)定性下降，黏度與粒徑也逐漸增大。這是因?yàn)槎喟饭躺珓┯昧吭黾樱w系中的氨基含量提高，擴(kuò)鏈后聚氨酯分子中極性基團(tuán)的含量增多，形成更多的氫鍵，分子間作用力增強(qiáng)，故黏度增大。多胺固色劑用量增大，擴(kuò)鏈后的聚氨酯分子鏈上的陽離子數(shù)目增多，與陰離子染料的結(jié)合力更強(qiáng)。因此，在乳液穩(wěn)定的前提下，要盡量提高多胺固色劑的含量。綜合考慮，多胺固色劑的用量確定為預(yù)聚體總質(zhì)量的4．3%。
2．6 pH值對(duì)固色劑乳液性能的影響
用醋酸調(diào)節(jié)固色劑乳液的pH值，其對(duì)固色劑乳液性能的影響見表5。
注:摩爾分?jǐn)?shù)比n(PPG-800)/n(PEG-1000)=1∶2，n(NaHSO3)/n(NCO)=0．5，n(Na2SO3)/n(NaHSO3)=0．2;R=2．0，自制多胺固色劑占預(yù)聚體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4．3%。
從表5可見，隨著乳液pH值減小，固色劑由黃色不透明逐漸變至淡黃色半透明，黏度增大，粒徑減小，穩(wěn)定性增強(qiáng)。這是因?yàn)楦男远喟饭躺珓┓肿渔溕系年栯x子基團(tuán)離子化程度增大，分子鏈的親水性增強(qiáng)，乳液粒徑減小，黏度增大。但pH值過小會(huì)對(duì)棉織物產(chǎn)生不利影響。綜合考慮，確定pH值為6．5。
綜上，水性聚氨酯接枝改性多胺固色劑的合成工藝為:自制多胺固色劑用量為4．3%(占預(yù)聚體總質(zhì)量)，n(PPG-800)/n(PEG-1000)=1:2，n(NaHSO3)/n(—NCO)=0．5，n(Na2SO3)/n(NaHSO3)=0．2，R值為2．0，pH值6．5。
2．7固色劑乳液的性能
確定合成工藝后，觀察水性聚氨酯接枝改性多胺固色劑的外觀，并測(cè)試乳液的離心穩(wěn)定性、含固量、黏度和粒徑，結(jié)果見表6。
從表6可知，固色劑外觀為淡黃色微透明，含固量為27．6%，黏度適中，離心穩(wěn)定性良好，能夠達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。
2．8固色劑的紅外光譜
水性聚氨酯接枝改性多胺固色劑的紅外光譜圖見圖5。
圖5中，1 109．5cm－1處是醚鍵O—C—O的伸縮振動(dòng)峰，3 300 cm－1處附近是游離態(tài)N—H的伸縮振動(dòng)峰，1 713．1 cm－1和1 500 cm－1處為CO—NH中—C O的伸縮振動(dòng)峰和—NH的變形振動(dòng)峰，說明生成了氨基甲酸酯。2 898．9 cm－1處是C—H的伸縮振動(dòng)吸收峰，1 450．1 cm－1處為脲基甲酸酯C O的伸縮振動(dòng)峰。989．7 cm－1處附近的季銨鹽吸收峰說明生成物中有季銨離子基團(tuán)。因此，可確定合成產(chǎn)品為聚醚型陽離子水性聚氨酯，且陽離子基團(tuán)中含有季銨基。
3·固色劑的固色工藝
采用浸軋法將合成的固色劑對(duì)活性艷藍(lán)B-RV染色棉織物進(jìn)行固色整理，研究固色劑用量、焙烘溫度、焙烘時(shí)間和軋余率對(duì)固色效果的影響，優(yōu)化固色整理工藝。
3．1固色劑質(zhì)量濃度對(duì)色牢度的影響
棉織物二浸二軋固色整理液(軋余率80%)，70℃預(yù)烘4 min，140℃焙烘4 min，固色劑質(zhì)量濃度對(duì)棉織物色牢度的影響見表7。
由表7可知，固色劑質(zhì)量濃度為20～40 g/L時(shí)，織物色牢度逐漸提高，尤其濕摩擦牢度提高顯著;質(zhì)量濃度超過40 g/L，繼續(xù)增加固色劑用量，色牢度變化不大。綜合考慮，選擇聚氨酯固色劑質(zhì)量濃度為40 g/L。
3．2焙烘溫度對(duì)色牢度的影響
固色劑質(zhì)量濃度40 g/L，其它工藝條件同3．1節(jié)，焙烘溫度對(duì)色牢度的影響見表8。
從表8可見，焙烘溫度從110～140℃，各項(xiàng)色牢度隨之提高，140℃之后色牢度基本穩(wěn)定，溫度超過160℃時(shí)，部分色牢度有所下降。固色劑大分子被封閉的—NCO需在一定的溫度下才能夠解封，與纖維或染料上的活潑氫反應(yīng)，形成共價(jià)鍵結(jié)合，進(jìn)而達(dá)到固色效果。但焙烘溫度過高會(huì)損傷織物強(qiáng)力，織物色光也可能發(fā)生較大改變。所以焙烘溫度為140℃。
3．3焙烘時(shí)間對(duì)色牢度的影響
整理劑質(zhì)量濃度40 g/L，焙烘溫度140℃，焙烘時(shí)間對(duì)織物色牢度的影響見表9。
表9中，焙烘時(shí)間增加，各項(xiàng)牢度均有所提升。焙烘時(shí)間延長(zhǎng)有助于封閉的—NCO充分解封，釋放出反應(yīng)性—NCO并與染料和纖維結(jié)合，提升固色效果。但溫度過高不利于保持織物原有風(fēng)格及節(jié)能環(huán)保。鑒此，取焙烘時(shí)間為4 min。
3．4軋余率對(duì)色牢度的影響
固色整理?xiàng)l件同上，整理液軋余率對(duì)色牢度的影響見表10。
從表10知，提高軋余率有利于提高織物的色牢度，軋液率超過80%后，色牢度增加不明顯。綜上，該固色劑的最佳固色整理工藝為:染色棉織物→二浸二軋(固色劑40 g/L，軋余率80%)→預(yù)烘(70℃，4 min)→焙烘(140℃，4 min)
3．5固色劑的固色效果
將自制的固色劑與市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用比較，選擇活性艷藍(lán)B-RV、直接湖藍(lán)5B染色棉織物，結(jié)果見表11和表12。
由表11和表12可見，自制固色劑的固色效果與市售固色劑的效果基本相當(dāng)?？墒够钚匀玖系臐衲Σ晾味忍嵘?級(jí)左右，直接染料的濕摩擦和耐洗牢度提升1級(jí)以上。
4·結(jié)論
(1)水性聚氨酯接枝改性多胺固色劑的合成工藝為:反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)比為n(PPG-800)/n(PEG-1000)=1∶2，n(NaHSO3)/n(—NCO)=0．5，n(Na2SO3)/n(NaHSO3)=0．2;R=2．0，pH=6．5，自制多胺固色劑用量為4．3%(占預(yù)聚體總質(zhì)量)，可制得穩(wěn)定的固色劑乳液。
(2)該固色劑的整理工藝為:染色棉織物→二浸二軋(固色劑40 g/L，軋余率80%)→預(yù)烘(70℃，4 min)→焙烘(140℃，4 min)。該固色劑對(duì)活性染料和直接染料均有較好的固色整理效果。
參考文獻(xiàn):
［1］章杰．新型異種雙活性基染料濕摩擦牢度探討［J］．印染，2004，30(15):12-15，17．［2］黃茂福．論無醛固色劑的發(fā)展［J］．印染，2000，26(6):49-53．
［3］李春，陸勛元，郭紅霞．關(guān)于紡織品中甲醛問題的探討［J］．現(xiàn)代紡織技術(shù)，2007(4):40-［4］豆春霞，樊增祿，李慶．反應(yīng)型水性聚氨酯固色劑的固色工藝研究［J］．西安工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，25(1):13-17．
［5］Jbon Y K，Cheong In-Woo，Kim Jung-Hyun．Chain extension study of
aqueous polyurethane dispersions［J］．Colloids and SurfacesA:
Physicochem．Eng．Aspects，2001，179:71-78．
［6］權(quán)衡，邢建偉，樊增祿．高透濕結(jié)晶交聯(lián)型聚氨酯的制備及其性能［J］．紡織學(xué)報(bào)，2007，28(11):60-64．
［7］何雅，許海育，華載文．反應(yīng)性聚氨酯預(yù)聚樹脂固色劑的合成及應(yīng)用［J］．印染，2002，28(6):6-9．
［8］黃遵巧，朱美娜．水性聚氨酯固色劑的合成和性能研究［J］．安徽化工，2007，33(5):38-41．［9］徐培林，張淑琴．聚氨酯材料手冊(cè)［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002:708．
相關(guān)信息 
推薦企業(yè) 推薦企業(yè)
推薦企業(yè)
源經(jīng)編.gif)
您所在的位置：
