CN115216963A - 一种基于等离子体的海藻纤维染色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海藻纤维的染色方法，属于纺织化工技术领域。其主要解决海藻纤维只能在前处理阶段通过原液着色的方法进行染色的技术限制，突破了海藻纤维无法在后处理阶段染色的技术难题。此技术是一种无盐无碱的环保染色方法，首先用DMC对海藻纤维进行预处理，然后用等离子体技术对处理后的海藻纤维进行等离子体接枝聚合，最后采用直接染料进行无盐无碱染色。采用本发明的方法对海藻纤维进行染色,染料对纤维的上染率≥65％,染色后海藻纤维K/S值≥8，纤维的匀染性和透染性都比较优异,纤维强力变化较小。
Description
技术领域
本发明属于纺织化工技术领域，具体涉及一种基于等离子体的海藻纤维染色方法。
背景技术
早在十九世纪八十年代，海藻良好的粘连性和致密性就已经被发现。以海藻为原材料，通过提取、溶解、挤压等程序制备可溶性海藻纤维的相关专利不断发表此后，有关海藻纤维的应用先后被公布，越来越多的以海藻纤维为原料制成的医用敷料在全球得到应用，大量的临床实验显示出这种纱布的性能优越性，其在医疗领域的应用也越来越广泛。海藻纤维的优异性能使其在服装领域也拥有巨大前景，但是海藻纤维在盐、碱中容易凝胶化，失去纤维形貌甚至溶解，这种特性使得海藻纤维不能用传统方式进行上染，对海藻纤维在纺织领域的应用造成很大影响。因此，如何在保证海藻纤维结构不被破坏的同时，实现海藻纤维的染色是一项待解决的难题。
目前现有技术中对于海藻纤维染色的研究有部分报道，但仍存在一些不足。
如中国专利CN108342912A，多羧酸型染料染色海藻纤维的方法。此专利以金属离子为连接体，通过金属离子与海藻纤维、多羧酸型染料均能够形成络合键，实现多羧酸型染料对海藻纤维的上染。此专利海藻纤维颜色均匀、色泽鲜艳，但是需要特定的ph条件且可用染料较为单一。
中国专利CN109183447A，海藻酸钙纤维的活性染料无盐染色方法。先配制聚乙烯胺水溶液，调节pH值，加入海藻酸钙纤维，升温搅拌，洗涤后得到预处理的海藻酸钙纤维；之后配制活性染料染液，将预处理的海藻酸钙纤维加入活性染料染液中，升温搅拌，取出染色的海藻酸钙纤维，经皂煮、水洗、晾干。此专利染色后的海藻酸钙纤维，染料上染率高、牢度好且纤维强力损伤小。但是，活性染料染色利用率低且污水问题严重，与海藻纤维本身的绿色环保理念相悖。
发明内容
本发明的任务在于提供一种基于等离子体的海藻纤维染色方法，上染率高、牢度好且纤维损伤小。
本发明所述的基于等离子体的海藻纤维染色方法，包括以下步骤：
(1)海藻纤维的预处理：配置DMC单体水溶液，加入海藻纤维，烘干后进行冲洗，再烘去多余水分得到预处理的海藻纤维；
(2)等离子体对与处理海藻纤维的接枝聚合：将预处理后的海藻纤维放入等离子体系统，等离子体激发海藻纤维上的DMC单体自由基，打开DMC单体的双键，为聚合反应提供能量，生成DMC聚合物。
(3)对处理后的海藻纤维进行染色：将处理后的海藻纤维用去离子水浸泡至完全润湿后，加入染液中，升温震荡，保温固色后，取出染色海藻纤维，进行皂煮、水洗、晾干。
其中：
步骤(1)中配置的DMC单体水溶液浓度为8％-12％质量分数。
步骤(1)中烘干条件为60℃烘1.5h。
步骤(2)中等离子体处理参数为电压260V，频率19kHz，占空比40％，移动速度3m/min，工作气体为高纯度氮气，气体流速800L/h，喷嘴到样品的距离为5cm。
步骤(2)中DMC发生的聚合反应为：
n为聚合度，范围为100-50000。
步骤(3)中染料的浓度为海藻纤维质量的2％-5％。
步骤(3)中染液的浴比为1:30-1:100。
步骤(3)中升温速率为1-2℃/min，升温至60-90℃，保温震荡70-90min。
步骤(3)中取出染色的海藻纤维后，放入0.5g/L浓度的中性皂液中皂煮5～10min。
反应原理简要介绍如下：
等离子体激发海藻纤维上的DMC单体自由基，打开DMC单体的双键，为聚合反应提供能量，生成DMC聚合物。
本发明所带来的有益技术效果为：
本发明具有良好的染色性能，实现了海藻纤维的无盐无碱染色。本发明改性处理后染色工艺简单，流程短，操作方便，染色上染率高，牢度好。染色过程中纤维形貌未发生改变，染色后纤维仍具有良好的强度，保证后续加工生产。上述有益技术效果通过具体实施方式中的实施例可进一步证实。
具体实施方式
本发明提出了一种基于等离子体的海藻纤维染色方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。
实施例1：
配置质量分数为8％的DMC单体，将海藻纤维放置其中浸泡，60℃真空烘箱中烘1.5h，用去离子水冲洗掉纤维表面多余的DMC单体，继续在真空烘箱中干燥去除纤维中多余的水分。采用等离子体预处理系统对海藻纤维进行处理，所用参数为:电压260V，频率19kHz，占空比40％，移动速度3m/min，工作气体为高纯度氮气，气体流速800L/h，喷嘴到样品的距离为5cm。等离子体激发海藻纤维上的DMC单体自由基，打开DMC单体的双键，为聚合反应提供能量，生成DMC聚合物。按照海藻纤维质量的2％称取活性蓝M-2GE染料,按照1:30的浴比配制成染液,待染液升温至40℃,将处理后的海藻纤维投入到染液中,然后将染液按照1℃/min的速率升温至60℃,染色处理70分钟。配制0.5g/L浓度的中性皂液，在100℃下对染色后的海藻纤维进行皂洗处理5min。将样品冲洗后放入60℃真空烘箱中烘干。
实施例2：
配置质量分数为8％的DMC单体，将海藻纤维放置其中浸泡，60℃真空烘箱中烘1.5h，用去离子水冲洗掉纤维表面多余的DMC单体，继续在真空烘箱中干燥去除纤维中多余的水分。采用等离子体预处理系统对海藻纤维进行处理，所用参数为:电压260V，频率19kHz，占空比40％，移动速度3m/min，工作气体为高纯度氮气，气体流速800L/h，喷嘴到样品的距离为5cm。等离子体激发海藻纤维上的DMC单体自由基，打开DMC单体的双键，为聚合反应提供能量，生成DMC聚合物。按照海藻纤维质量的3％称取酸性红BE染料,按照1:40的浴比配制成染液,待染液升温至40℃,将处理后的海藻纤维投入到染液中,然后将染液按照1℃/min的速率升温至70℃,染色处理80分钟。配制0.5g/L浓度的中性皂液，在100℃下对染色后的海藻纤维进行皂洗处理5min。将样品冲洗后放入60℃真空烘箱中烘干。
实施例3：
配置质量分数为10％的DMC单体，将海藻纤维放置其中浸泡，60℃真空烘箱中烘1.5h，用去离子水冲洗掉纤维表面多余的DMC单体，继续在真空烘箱中干燥去除纤维中多余的水分。采用等离子体预处理系统对海藻纤维进行处理，所用参数为:电压260V，频率19kHz，占空比40％，移动速度3m/min，工作气体为高纯度氮气，气体流速800L/h，喷嘴到样品的距离为5cm。等离子体激发海藻纤维上的DMC单体自由基，打开DMC单体的双键，为聚合反应提供能量，生成DMC聚合物。按照海藻纤维质量的5％称取直接黄RS染料,按照1:60的浴比配制成染液,待染液升温至40℃,将处理后的海藻纤维投入到染液中,然后将染液按照2℃/min的速率升温至80℃,染色处理80分钟。配制0.5g/L浓度的中性皂液，在100℃下对染色后的海藻纤维进行皂洗处理5min。将样品冲洗后放入60℃真空烘箱中烘干。
实施例4：
配置质量分数为10％的DMC单体，将海藻纤维放置其中浸泡，60℃真空烘箱中烘1.5h，用去离子水冲洗掉纤维表面多余的DMC单体，继续在真空烘箱中干燥去除纤维中多余的水分。采用等离子体预处理系统对海藻纤维进行处理，所用参数为:电压260V，频率19kHz，占空比40％，移动速度3m/min，工作气体为高纯度氮气，气体流速800L/h，喷嘴到样品的距离为5cm。等离子体激发海藻纤维上的DMC单体自由基，打开DMC单体的双键，为聚合反应提供能量，生成DMC聚合物。按照海藻纤维质量的3％称取活性红K-7B染料,按照1:60的浴比配制成染液,待染液升温至40℃,将处理后的海藻纤维投入到染液中,然后将染液按照2℃/min的速率升温至90℃,染色处理70分钟。配制0.5g/L浓度的中性皂液，在100℃下对染色后的海藻纤维进行皂洗处理5min。将样品冲洗后放入60℃真空烘箱中烘干。
实施例5：
配置质量分数为12％的DMC单体，将海藻纤维放置其中浸泡，60℃真空烘箱中烘1.5h，用去离子水冲洗掉纤维表面多余的DMC单体，继续在真空烘箱中干燥去除纤维中多余的水分。采用等离子体预处理系统对海藻纤维进行处理，所用参数为:电压260V，频率19kHz，占空比40％，移动速度3m/min，工作气体为高纯度氮气，气体流速800L/h，喷嘴到样品的距离为5cm。等离子体激发海藻纤维上的DMC单体自由基，打开DMC单体的双键，为聚合反应提供能量，生成DMC聚合物。按照海藻纤维质量的3％称取直接蓝3RL染料,按照1:50的浴比配制成染液,待染液升温至40℃,将处理后的海藻纤维投入到染液中,然后将染液按照2℃/min的速率升温至70℃,染色处理80分钟。配制0.5g/L浓度的中性皂液，在100℃下对染色后的海藻纤维进行皂洗处理5min。将样品冲洗后放入60℃真空烘箱中烘干。
实施例6：
配置质量分数为12％的DMC单体，将海藻纤维放置其中浸泡，60℃真空烘箱中烘1.5h，用去离子水冲洗掉纤维表面多余的DMC单体，继续在真空烘箱中干燥去除纤维中多余的水分。采用等离子体预处理系统对海藻纤维进行处理，所用参数为:电压260V，频率19kHz，占空比40％，移动速度3m/min，工作气体为高纯度氮气，气体流速800L/h，喷嘴到样品的距离为5cm。等离子体激发海藻纤维上的DMC单体自由基，打开DMC单体的双键，为聚合反应提供能量，生成DMC聚合物。按照海藻纤维质量的4％称取活性黄KN-R染料,按照1:30的浴比配制成染液,待染液升温至40℃,将处理后的海藻纤维投入到染液中,然后将染液按照1℃/min的速率升温至60℃,染色处理80分钟。配制0.5g/L浓度的中性皂液，在100℃下对染色后的海藻纤维进行皂洗处理5min。将样品冲洗后放入60℃真空烘箱中烘干。
有必要指出的是,上述实施例只用于对本发明进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,从事该领域的技术人员根据上述发明内容的指导,对本发明所做出的一些非本质性的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
普通海藻纤维和实施例1、2、3、4、5、6所得到的可染海藻纤维的染色性能如表1所示。
表1普通和可染海藻纤维的性能
注:
参照国家标准《GB/T3921-2008纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测试纤维的水洗色牢度。
Claims (11)
1.一种基于等离子体的海藻纤维染色方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)海藻纤维的预处理：配置DMC单体水溶液，加入海藻纤维，烘干后进行冲洗，再烘去多余水分得到预处理的海藻纤维；
(2)等离子体对与处理海藻纤维的接枝聚合：将预处理后的海藻纤维放入等离子体系统，生成DMC聚合物。
(3)对处理后的海藻纤维进行染色：将处理后的海藻纤维用去离子水浸泡至完全润湿后，加入染液中，升温震荡，保温固色后，取出染色海藻纤维，进行皂煮、水洗、晾干。
2.根据权利要求1所述的基于等离子体的海藻纤维染色方法，其特征在于：步骤(1)中配置的DMC单体水溶液浓度为8％-12％质量分数。
3.根据权利要求1所述的基于等离子体的海藻纤维染色方法，其特征在于：步骤(1)中烘干条件为60℃烘1.5h。
4.根据权利要求1所述的基于等离子体的海藻纤维染色方法，其特征在于：步骤(2)中等离子体处理参数为电压260V，频率19kHz，占空比40％，移动速度3m/min，工作气体为高纯度氮气，气体流速800L/h，喷嘴到样品的距离为5cm。
5.根据权利要求1所述的基于等离子体的海藻纤维染色方法，其特征在于：步骤(2)中DMC发生的聚合反应为：
n为聚合度，范围为100-50000。
6.根据权利要求1所述的基于等离子体的海藻纤维染色方法，其特征在于：步骤(3)中染料的浓度为海藻纤维质量的2％-5％。
7.根据权利要求1所述的基于等离子体的海藻纤维染色方法，其特征在于：步骤(3)中染液的浴比为1:30-1:60。
8.根据权利要求1所述的基于等离子体的海藻纤维染色方法，其特征在于：步骤(3)中升温速率为1-2℃/min，升温至60-90℃,保温震荡70-90min。
9.根据权利要求1所述的基于等离子体的海藻纤维染色方法，其特征在于：步骤(3)中取出染色的海藻纤维后，放入0.5g/L浓度的中性皂液中皂煮5～10分钟。
10.根据权利要求1所述，所用染料可为直接染料、酸性染料、活性染料、天然染料、靛蓝染料中的一种或几种的组合溶于水中制备得到的。
11.根据权利要求1所述，海藻纤维包括海藻纤维短纤、海藻纤维长丝、以及用海藻纤维进行编织加工所得的其他织造结构。
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| CN202210763835.7A Active CN115216963B (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | 一种基于等离子体的海藻纤维染色方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115897000A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-04-04 | 青岛大学 | 一种海藻纤维纯纺纱线及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH1060215A (ja) * | 1996-08-20 | 1998-03-03 | Kuraray Co Ltd | 分散染色性改良剤 |
| EP1707190A1 (fr) * | 2005-03-31 | 2006-10-04 | L'oreal | Composition colorante comprenant une cellulose non ionique modifiée hydrophobe et procédé de coloration de fibres kératiniques la mettant en oeuvre |
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| CN103923255A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 江南大学 | 一种反应性纤维素纤维阳离子化改性剂的制备方法及应用 |
| CN111658815A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-15 | 江阴奔翔生物科技有限公司 | 一种抗菌型海藻酸盐敷料及其制备方法 |
| WO2022067886A1 (zh) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 绍兴迈宝科技有限公司 | 一种环保表面改性棉纤维的制备方法 |
-
2022
- 2022-06-29 CN CN202210763835.7A patent/CN115216963B/zh active Active
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| CN115897000A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-04-04 | 青岛大学 | 一种海藻纤维纯纺纱线及其制备方法 |
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| CN115216963B (zh) | 2023-08-01 |
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