CN110230197A - 一种蛋白纤维活性染料低盐染色改性的方法 - Google Patents

一种蛋白纤维活性染料低盐染色改性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蛋白纤维活性染料低盐染色改性的方法，属于纺织材料改性技术领域。本发明通过将蛋白纤维浸入含壳寡糖的缓冲溶液，在80‑90℃条件下反应45‑60分钟，取出后经水洗涤烘干得到氨基化蛋白纤维，再对氨基化蛋白纤维进行活性染料低盐染色。本发明利用壳寡糖对蛋白纤维进行阳离子改性，提高蛋白纤维在低盐浓度条件下对活性染料染色性能的方法，与未经改性的羊毛相比，改性羊毛对活性染料的上染百分率和K/S值分别提高了32％和135％。与传统方法相比，本发明方法采用壳寡糖为改性剂、改性条件温和、无毒、易控制，且没有因化学试剂的使用导致的化学残留和环境污染问题，具有很强的实用性。

Description

一种蛋白纤维活性染料低盐染色改性的方法
技术领域
本发明涉及一种蛋白纤维活性染料低盐染色改性的方法，属于纺织材料改性技术领域。
背景技术
羊毛、蚕丝及其织物通常采用酸性染料染色，虽然色泽鲜艳，但染色牢度较差，影响其服用性能。活性染料理论上可与蛋白质纤维上的氨基、羟基发生化学反应而染色，因此拥有良好的皂洗牢度。活性染料染色时需加入大量的电解质促染，从而加重了染色废水污染程度。
目前，对活性染料低盐染色通常通过改变染料结构、对纤维进行改性、优化染整工艺条件以及添加染色助剂等途径来实现。染料结构的改变会造成染料价格提升，同时因受结构限制，染料种类有限。优化染整工艺条件对染料、染色设备和操作人员都有很高的要求。在染液中添加阳离子型助剂，使其与染料形成松散结合降低染料的电性或先被纤维吸附，降低纤维界面电性，减小纤维与染料间的静电斥力，可适当提高上染率，实现低盐染色。然而部分市售活性染料染色添加剂存在增深和匀染效果差等问题，难以推广应用。
目前，对纤维进行改性主要是引入阳离子化合物，对羊毛进行阳离子化改性及通过降低纤维与活性染料间的静电斥力提高上染率以实现羊毛的低盐染色，常见的方法包括物理法和化学法，物理法为采用壳聚糖溶液直接浸轧羊毛，虽能取得较好的K/S值和上染百分率，但是由于壳聚糖是通过浸轧吸附到羊毛表面，耐久性差。而采用化学法在羊毛纤维上接枝阳离子化合物，羊毛与阳离子化合物形成共价键，结合牢固；同时阳离子化合物还可与吸附于纤维上的活性染料中的活性基团发生化学反应，以共价键的形式使活性染料固着在羊毛上，获得较高的染色牢度。但现有的技术中接枝阳离子化合物都需加入交联剂，导致化学残留，化学试剂的残留和排放也会造成环境污染等问题。为了提高羊毛阳离子改性的耐久性，同时避免出现因化学交联剂的使用导致的环境问题，需要寻找更加温和有效的羊毛阳离子改性的新途径。
发明内容
为解决上述问题，本发明将壳寡糖接枝至羊毛纤维，将羊毛进行氨基化改性，提高羊毛在低盐用量条件下对活性染料的上染性能。
本发明的第一个目的是提供一种蛋白纤维活性染料低盐染色改性的方法，所述方法是将蛋白纤维浸入含壳寡糖的缓冲溶液，在80-90℃条件下反应45-60分钟，取出后经水洗涤烘干得到氨基化蛋白纤维。
在本发明一种实施方式中，优选地，反应条件为：温度90℃，45-60分钟。
在本发明一种实施方式中，优选地，反应条件为：温度80-90℃，60分钟。
在本发明一种实施方式中，缓冲溶液中壳寡糖含量为2-4g/L，缓冲溶液pH为9-10。
在本发明一种实施方式中，蛋白纤维与缓冲溶液浴比为1：90-100(g/mL)。
本发明的第二个目的是提供一种应用上述的改性方法制备得到的氨基化蛋白纤维。
在本发明一种实施方式中，所述蛋白纤维包括羊毛、蚕丝、兔毛、大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维和再生蛋白纤维。
本发明的第三个目的是提供一种氨基化蛋白纤维在提高蛋白纤维染色性能方面的应用。
本发明的第四个目的是提供一种氨基化蛋白纤维的活性染料低盐染色的方法，采用上述氨基化蛋白纤维进行活性染料低盐染色。
在本发明一种实施方式中，所述低盐染色包括以下步骤：
(1)配制活性染料染液：活性染料浓度为0.3～0.5％(owf)，pH为6-6.5；
(2)活性染料染色工艺：将氨基化羊毛浸入染液，浴比为1：90-100，染色10～15分钟后放入10～15g/L的氯化钠，在50～60℃下继续染色15～20分钟，开始升温，到90～95℃的时候加入10～15g/L的无水碳酸钠，在90～95℃固色30～45分钟，染色结束。
在本发明一种实施方式中，所述活性染料包括华素红3BSN、活性橙KNG(活性橙)、和德司达CA红。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用壳寡糖对蛋白纤维进行阳离子改性，提高蛋白纤维在低盐浓度条件下对活性染料染色性能的方法，区别于既有的利用阳离子化学改性剂通过化学方法或吸附法对羊毛改性，提高其活性染料染色性能的方法，而是采用了将含有氨基的壳寡糖接枝至羊毛纤维，将羊毛进行氨基化改性，提高羊毛对阴离子活性染料的上染性能。
(2)与传统方法相比，本发明方法采用壳寡糖为改性剂、改性条件温和、无毒、易控制，且没有因化学试剂的使用导致的化学残留和环境污染问题，具有很强的实用性。
(3)本发明克服了以往通过改变染料结构、优化染整工艺条件以及添加染色助剂等方法的局限性，是一种温和环保的羊毛阳离子改性提高其对活性染料上染性能的方法，且操作简单以控制，具有很强的实用性。与未经改性的羊毛相比，改性羊毛对活性染料的上染百分率和K/S值分别提高了32％和135％。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
利用二硝基水杨酸与还原糖发生显色反应，可以表征壳寡糖对羊毛的反应程度，通过测定氨基化羊毛在上染过程中染浴中染料的上染百分率及羊毛染色后K/S值考察活性染料科华素红3BSN对羊毛的上染性能。
实施例1：
(1)羊毛的氨基化：称取一定的羊毛，浸入4g/L壳寡糖pH10的缓冲溶液，浴比为1:100，在90℃条件下反应60分钟，将反应液利用二硝基水杨酸显色法测定壳寡糖与羊毛的结合率为30％，且在此条件下羊毛外观颜色没有发生改变。羊毛取出后经水洗涤烘干得到氨基化羊毛。
(2)氨基化羊毛的活性染料染色：取一定量氨基化羊毛浸入60℃含华素红3BSN活性染料浓度为0.5％owf的染液开始染色，染色15分钟后放入10g/L的氯化钠，在60℃下继续染色15分钟，开始升温，到90℃的时候加入10g/L的无水碳酸钠，在90℃固色30分钟，染色结束。将羊毛从染液中取出洗去浮色，干燥后测定K/S值。在此条件下氨基化羊毛K/S值为9.2，染料上染百分率为78％，均高于在相同染色条件未经氨基化改性的羊毛的K/S值3.9和上染百分率为59％。
实施例2：
(1)羊毛的氨基化：称取一定的羊毛，浸入含2g/L壳寡糖pH9的缓冲溶液，浴比为1:100，在80℃条件下反应45分钟，将反应液利用二硝基水杨酸显色法测定壳寡糖与羊毛的结合率为17％，且在此条件下羊毛外观颜色没有发生改变，羊毛取出后经水洗涤烘干得到氨基化羊毛。
(2)氨基化羊毛的活性染料染色：取一定量氨基化羊毛浸入60℃含华素红3BSN活性染料浓度为0.3％owf的染液开始染色，染色15分钟后放入10g/L的氯化钠，在60℃下继续染色15分钟，开始升温，到90℃的时候加入10g/L的无水碳酸钠，在90℃固色30分钟，染色结束。将羊毛从染液中取出洗去浮色，干燥后测定K/S值。在此条件下氨基化羊毛K/S值为6.7，染料上染百分率为69％。
对比例1：
改变步骤(1)中反应条件为：在70℃条件下反应30分钟，其他方法同实施例1。将反应液利用二硝基水杨酸显色法测定壳寡糖与羊毛的结合率为5％，在此条件下氨基化羊毛K/S值为4.0，染料上染百分率为60％。
表1氨基化羊毛接枝率及其活性染料染色性能
此外，发明人经过多次实验发现，当反应温度90℃，反应时间为45-60分钟或者反应温度为80-90℃，反应时间为60分钟时，壳寡糖接枝率均在25％左右，染色性能较好，且对羊毛外观颜色和强力无影响；超过该反应温度或反应时间范围，虽会提高壳寡糖接枝率，但对羊毛外观颜色和强力影响较大。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种蛋白纤维改性的方法，其特征在于，所述方法是将蛋白纤维浸入含壳寡糖的缓冲溶液，在80-90℃条件下反应45-60分钟，取出后经水洗涤烘干得到氨基化蛋白纤维。
2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，缓冲溶液中壳寡糖含量为2-4g/L。
3.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，缓冲溶液pH为9-10。
4.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，浴比为1：90-100。
5.应用权利要求1～4任一所述的改性方法制备得到的氨基化蛋白纤维。
6.根据权利要求5所述的氨基化蛋白纤维，其特征在于，所述蛋白纤维包括羊毛、蚕丝、兔毛、大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维和再生蛋白纤维。
7.权利要求5所述的氨基化蛋白纤维在提高蛋白纤维染色性能方面的应用。
8.一种氨基化蛋白纤维的活性染料低盐染色的方法，其特征在于，采用权利要求5所述的氨基化蛋白纤维进行活性染料低盐染色。
9.根据权利要求8所述的低盐染色方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配制活性染料染液：活性染料浓度为0.3～0.5％(owf)，pH为6-6.5；
(2)活性染料染色工艺：将氨基化羊毛浸入染液，浴比为1：90-100，染色10～15分钟后放入10～15g/L的氯化钠，在50～60℃下继续染色15～20分钟，开始升温，到90～95℃的时候加入10～15g/L的无水碳酸钠，在90～95℃固色30～45分钟，染色结束。
10.根据权利要求8或9所述的低盐染色方法，其特征在于，所述活性染料包括华素红3BSN、活性橙KNG(活性橙)和德司达CA红。
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