【集萃網(wǎng)觀察】天然彩色棉織物在遇酸、堿、氧化劑、還原劑、滲透劑、洗滌劑、皂煮、柔軟、免燙抗皺、高溫等處理時(shí)存在著變色問題。如何解決或利用產(chǎn)品的色變性能,對(duì)彩色棉產(chǎn)品的開發(fā)有重要現(xiàn)實(shí)意義。已有研究表明,對(duì)彩色棉進(jìn)行生物酶處理也是代替?zhèn)鹘y(tǒng)堿處理的一種很好的綠色整理方法。本文就果膠酶處理彩色棉的色變規(guī)律進(jìn)行了研究,現(xiàn)報(bào)道如下。
1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
1.1 原材料
堿性果膠酶(ＢｉｏＰｒｅｐＬ,3000ＡＰＳＵｇ)由諾維信公司提供;滲透劑由杭州市余杭艾迪精細(xì)化工研究所提供。本實(shí)驗(yàn)采用的試樣組織為21右斜紋機(jī)織物,其結(jié)構(gòu)參數(shù)列于表1。
1.2 織物的處理?xiàng)l件
使用恒溫水浴鍋,控制處理液ｐＨ值為8.0～9.0、溫度為55℃、浴比為1∶20,改變酶濃度、處理時(shí)間、攪拌程度和是否添加滲透劑等處理?xiàng)l件,織物處理后用90℃水洗5～10ｍｉｎ,然后冷水洗5～10ｍｉｎ,晾干待用。
1.3 色差測(cè)定
采用ＳＭ4型色差儀進(jìn)行織物的色澤測(cè)定,采用蒙塞爾色系(Ｈ代表色調(diào),Ｖ代表明度,Ｃ代表飽和度,ΔＥ代表色差),每塊試樣取5個(gè)數(shù)的平均值。
2 結(jié)果與討論
2.1 處理時(shí)間和酶用量對(duì)彩色棉織物顏色的影響
在ｐＨ值為8.0～9.0,溫度為55℃,浴比為1∶20,酶用量為005ｇＬ的條件下,采用不同時(shí)間進(jìn)行果膠酶處理,對(duì)彩色棉試樣的顏色影響如圖1所示。再在ｐＨ值為8.0～9.0,溫度為55℃,浴比為1∶20,酶用量分別為0.01ｇＬ,0.25ｇＬ,0.5ｇＬ條件下處理1ｈ,然后將試樣水洗晾干,其結(jié)果如圖2所示。
從圖1和圖2可知,隨處理時(shí)間或果膠酶用量的增加,棕色棉的色調(diào)(Ｈ)下降,由黃紅色調(diào)向紅色調(diào)轉(zhuǎn)化,而綠色棉的色調(diào)(Ｈ)上升,由綠黃色調(diào)向綠色調(diào)轉(zhuǎn)化;但酶用量的變化對(duì)色調(diào)影響較小。而隨時(shí)間的增加兩種棉的明度(Ｖ)均下降,這說明棕色、綠色的色澤都加深了;飽和度(Ｃ)隨時(shí)間的增加棕色棉上升,綠色棉下降,但酶用量引起的明度和飽和度變化幅度相對(duì)較小;色差(ΔＥ)隨時(shí)間和酶用量的增加均產(chǎn)生不同程度的增大。
2.2 滲透劑濃度和攪拌程度變化對(duì)彩色棉織物顏色的影響
在ｐＨ值為8.0～9.0、溫度為55℃、浴比為1∶20、酶用量0.05ｇＬ條件下處理1ｈ,滲透劑用量分別為0、5、25、100ｇＬ,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。在ｐＨ值為80～90,溫度為55℃,浴比為1∶20,時(shí)間為1ｈ,酶用量為005ｇＬ條件下,在恒溫水浴鍋中改變攪拌程度(輕攪:調(diào)ｐＨ值時(shí)攪動(dòng),中度攪:20圈20ｍｉｎ,劇烈攪:20圈5ｍｉｎ),觀察顏色變化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。
從表2和3可知,滲透劑濃度變化和攪拌程度的變化對(duì)色調(diào)、明度、飽和度及色差影響都很小,并且無(wú)變化規(guī)律可循。
2.3 討 論
天然彩色棉纖維顏色不夠鮮艷,其主要原因是在纖維的外部有一層蠟質(zhì)和木質(zhì)素保護(hù)層,使色素所具有的鮮艷度降低,纖維外觀呈現(xiàn)出暗淡及柔和色調(diào)。但是,成熟的纖維經(jīng)水洗和堿洗后纖維色彩的鮮艷度就會(huì)增加。果膠酶對(duì)彩棉纖維(織物)的處理主要針對(duì)表皮層和初生層。棉纖維的果膠主要集中在表皮層和初生層,果膠和蠟質(zhì)是相互附生的,果膠具有將蠟質(zhì)粘附在纖維上的功能,去除果膠可使纖維上的蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)松動(dòng)。一般在果膠酶處理后,通過溫度為75～90℃,ｐＨ值為8～95的溫和洗滌外理,就可以去除蠟質(zhì),獲得所需的親水性,同時(shí)使彩色棉進(jìn)一步顯色。加入滲透劑,有助于協(xié)同果膠酶去除蠟質(zhì),但滲透劑用量的增大對(duì)彩色棉織物顏色影響不大。攪拌程度的增大,有助于果膠等物質(zhì)的去除,但在實(shí)驗(yàn)室條件下與工業(yè)上的攪拌不同,由于實(shí)驗(yàn)時(shí)的攪拌程度彼此相差不大,故對(duì)顏色影響甚微。本文對(duì)綠棉和白棉作了紅外光譜對(duì)比分析,其光譜圖如圖3所示。
在圖3(ａ)的白棉紅外光譜圖中,3349ｃｍ-1處為羥基峰,2900ｃｍ-1處為亞甲基峰,1640ｃｍ-1處為共軛碳基、酯基峰,1431ｃｍ-1處為Ｃ—Ｈ振動(dòng)部分。綠色彩棉化學(xué)結(jié)構(gòu)與普通白棉基本相似,但在綠色棉光譜圖3(ｂ)中可看到一個(gè)新的峰出現(xiàn)在高頻區(qū)的2850ｃｍ-1處,同時(shí)1500ｃｍ-1處有吸收峰出現(xiàn),這表明綠色棉色素中有—ＣＨ或—ＣＨ3存在,極可能是綠色棉發(fā)色基團(tuán)的存在處。印度的Ｍ.Ｓ.Ｐａｒｍａｒ等的研究還發(fā)現(xiàn)在棕色棉紅外光譜圖中有一個(gè)2810ｃｍ-1新的特性峰,并推測(cè)是棕色棉的發(fā)色基團(tuán)所在。因彩色棉纖維的色素中存在芳環(huán)及雙鍵,具有共軛碳基、羧基和酚羥基等吸電子基團(tuán),還存在羥基、甲氧基等供電子基團(tuán)。當(dāng)遇到—ＯＨ、—ＮＨ2等供電子基和—ＣＮ、—ＣＯＯＨ等吸電子基時(shí)和鹵素等極性基團(tuán)時(shí),都能使電子云密度發(fā)生變化。根據(jù)現(xiàn)代發(fā)色理論,物質(zhì)遇到吸電子基團(tuán)時(shí),共軛鍵電子云密度降低,色光變淺;遇到供電子基團(tuán)時(shí),共軛鍵電子云密度增大,色光變深。酸性基團(tuán)一般為吸電子基團(tuán),彩棉色素在酸性條件下色光變淺;堿性基團(tuán)一般為供電子基團(tuán),所以彩棉色素在堿性果膠酶處理?xiàng)l件下,色光變深。由于供、吸電子的能力不同,各種不同性質(zhì)的酸堿引起色變的程度不同。一般情況下,吸電子性越強(qiáng)的基團(tuán),使彩棉色光變得越淺;供電子性越強(qiáng)的基團(tuán),使彩棉色光變得越深,堿性果膠酶用量增大,彩棉色光變深就是證明。
3 結(jié) 論
果膠酶對(duì)彩色棉機(jī)織物進(jìn)行處理會(huì)引起色變。隨處理時(shí)間的增加,棕色棉色調(diào)由黃紅色向紅色轉(zhuǎn)化,綠色棉色調(diào)由黃綠色向純綠色轉(zhuǎn)化。兩種彩棉的明度均隨時(shí)間的增加而下降,色澤都變深。棕色棉飽和度隨處理時(shí)間的增加而上升,鮮艷度增加,而綠色棉下降,鮮艷度減小。兩種彩棉的色差ΔＥ隨時(shí)間和酶用量的增加而增大。滲透劑濃度和實(shí)驗(yàn)室條件下的攪拌程度對(duì)天然彩色棉織物的顏色變化無(wú)明顯影響。
來(lái)源:中華印染網(wǎng)
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