[发明专利]一种木棉纤维纺织品的阳离子改性染色方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性染色方法，尤其是涉及一种木棉纤维纺织品的阳离子改性染色方法。

背景技术

木棉纤维是木本植物木棉树的果实纤维，附着于木棉蒴果壳体内壁，由内壁细胞发育、生长而成。木棉纤维与果实附着作用力小，因而一般不需专门的初加工设备，只需箩筐筛动，木棉种子便可自行沉底，即可获得木棉纤维。木棉纤维具有绿色生态、中空超轻、保暖性好、天然抗菌、吸湿导湿等许多天然特性。但是，木棉纤维因其长度短、强度低、抱合性差和缺乏弹性而难以单独纺纱，这些不足制约了其在纺织服装方面的应用和发展。目前已有人利用木棉纤维与其他纤维混纺生产出具有极好保暖性能的保暖内衣，其成品具有超高保暖、强力快速导湿、贴身更薄软、更轻盈四大特色，并有一定数量上市，但仍存在着染色及后整理诸多问题。

与棉纤维相比，木棉纤维的纤维素含量明显较少，且木棉纤维具有特殊的中空形态结构和超分子结构，致使一般染料对木棉纤维的上染率很低，匀染性和上染深色效果差、染色牢度难以得到有效提高；另外，对于木棉纤维与其他纤维的混纺、交织等产品，也容易产生染色不匀等问题。在当今人们越来越崇尚自然，追求绿色和生态纺织品的环境下，研究和开发具有独特性能的木棉纺织品就显得尤为必要。但是，目前对于木棉纤维的染色性能及其染色工艺的研究报道很少，迫切需要提供一种提高木棉纤维染色性能的方法，以提高染料对木棉纤维的上染率、匀染性、染色深度和色牢度等。

纤维素纤维的阳离子改性技术能够在纤维中引入阳离子性基团或化合物，改善纤维的染色性能，大大提高各类阴离子染料的上染率，并能在染色过程中减少电解质的用量，达到低盐或无盐染色，减少印染废水的排放量。阳离子改性方法最早出现在棉纤维的染色研究中，主要是因为阳离子改性后纤维带正电荷，提高了阴离子染料与纤维的结合力，进而提高上染率、缩短染色时间。LDraper等的研究表明，阳离子改性后，可以实现直接染料、酸性染料在碱性和无盐条件下染色，且染色织物的水洗牢度、耐光牢度都有所提高。刘中君和郝龙云等人的研究表明，阳离子改性可用于棉织物的涂料染色，且工艺简单，粘合剂用量少，色牢度有所提高，一般在3～4级。沈勇、张惠芳等人采用自制的阳离子改性剂SA对苎麻纤维改性，研究表明阳离子改性后的苎麻纤维在溶液中负电性显著降低，提高了酸性染料对纤维的染色亲和力。A N.Chaudhary等研究探讨了N-(3-氯-2-羟丙基)三甲胺氯化物在羊毛直接和活性染料染色中的应用，结果表明阳离子改性后羊毛的上染率和染色深度明显提高，摩擦牢度和撕裂强度没有明显变化。王潮霞等将阳离子改性技术应用于羊毛织物的超细涂料染色中，通过对改性条件的研究得出改性羊毛织物经涂料染色后，干湿摩擦牢度均有所提高，织物手感柔软，弹性良好。王雪燕等用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵对绢丝进行阳离子改性，使绢丝纤维引人更多的阳离子基团，增加了绢丝对阴离子染料染色的染座，提高了染料与纤维之间的亲和力，从而在中性浴条件下，可用活性染料、直接染料染色，不仅可缩短染色时间、减少染色酸用量，并且能够降低染色温度，实现绢丝节能、清洁化染色。

随着阳离子改性方法的应用和发展，阳离子改性剂的种类也在不断增加。阳离子改性剂按与纤维的结合方式分为反应型和吸附型。反应型阳离子改性剂的分子结构中既包含可与纤维反应的活性基团，又含有可以促染的阳离子基团或氨基。根据反应性基团的不同，可分为环氧类化合物、均三嗪基季铵盐化合物、阳离子丙烯基共聚物、氮杂环阳离子化合物。环氧化合物在碱性条件下可与纤维素纤维反应形成醚键，使纤维阳离子化。均三嗪基季铵盐化合物是一类反应活性较高的阳离子改性剂，按活性基团的多少又可分为单活性单季铵盐、单活性双季铵盐和双活性多季铵盐。由于此类化合物反应活性高，可以使纤维有效地阳离子化，其热稳定性好于环氧类化合物。双活性多季铵盐改性剂可提高其与纤维的结合力，大大减少改性剂用量。阳离子丙烯基共聚物是一种反应性聚合物，可与纤维素纤维发生亲核反应，使聚合物固着在纤维上，染色过程中可发生纤维与聚合物、聚合物与染料以及染料与纤维之间的化学反应，在纤维内部形成交联，能有效地提高染料的上染率，减少染料废液的排放，也能够实现无盐染色。N，N′-二甲基氮杂环丁烷氯化物(DMAC)是典型的氮杂环阳离子化合物，纤维素纤维先经碱处理，有助于形成纤维素亲核阴离子，再用DMAC浸渍处理，增加DMAC与纤维的反应性，从而提高纤维的染色性能。吸附型阳离子改性剂是一类聚阳离子系化合物和聚胺系化合物，可直接吸附在纤维上，这类阳离子改性剂与织物的结合力弱，处理后牢度差，实际使用较少。

发明内容