CN115434166B - 一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，首先以2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱为接枝单体，并通过低温等离子体处理在锦纶织物表面进行接枝改性，使得织物表面变成亲水性并含有两性离子；再利用天然染料上染处理后的锦纶织物最终获得多彩颜色锦纶织物。由于处理后的织物表面带两性电荷，有助于提升多种天然染料染色深度和色牢度。本发明所用原料绿色无毒，制备工艺绿色环保，节能且效率高，避免了传统天然染料媒染带来的环境问题，兼具经济、环保双重价值。
Description
技术领域
本发明属于纺织染整技术领域，具体涉及一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法。
背景技术
天然染料大多数是从植物中提取，具有无毒、无害、环保的功能，可以再生，无污染等优点。利用天然色素染色织物是自古就有的方法，由于其水洗牢度差，色泽不够鲜艳等缺点，逐渐被合成染料所代替。随着经济文化的发展，环保、健康、绿色意识渐入人心，合成染料所具有的潜在不安全因素已引起人们的普遍担忧，越来越多的人在追求纺织品原料的天然性，同时也日益关注使用染料的安全性。天然染料又以其环保、健康等优点重新受到关注。开发安全、经济、有效的天然染料己势在必行。目前天然染料在蚕丝、羊毛、棉等天然纤维上应用较多，应用技术相对成熟；但在锦纶、涤纶等合成纤维上应用较少。
等离子技术属于干式反应体系，节水节能、环境污染少，操作简单且易控制，处理仅涉及纤维的表面(小于1mm)，不破坏纤维自身的性质，理论上可应用于各种纺织品基质物。因此，等离子体技术是一种符合环保要求的工艺，正越来越受到人们的重视。为了提高天然染料对合成纤维的染色性能，可引入低温等离子体技术对合成纤维进行前处理。专利CN1970881A报道了一种低温等离子体结合共溶剂涤纶染色方法，通过低温等离子体处理涤纶织物，再加入共溶剂、乳化剂和水处理织物，最后再高温常压下利用分散染料染色涤纶织物。专利CN105177987A也报道了一种锦纶织物等离子体处理染色的方法，先通过低温等离子体处理织物，再利用环氧丙基三甲基氧化铵对织物表面改性，增加上染率，最后以天然染料染色并加入固色剂。上述方法虽然都可以利用等离子体处理合成纤维织物，并可通过天然或合成染料染色，但是制备过程还是不够绿色环保，需要加入多种助剂，同时染色后的织物得色量和色牢度都不高。因此需要一种绿色制备方法，真正实现锦纶织物天然染料染整工艺绿色、无毒、无害、环保。
发明内容
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，本发明中利用等离子体处理技术对锦纶表面进行了改性，提高了锦纶表面活性反应基团，并用两性单体和多反应基元单体进行表面接枝处理，同时使用天然染料上染锦纶，最终获得多彩锦纶织物，整个制备过程绿色环保，节能减排且处理效率高。
技术方案：一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，包括如下步骤：
（1）首先将锦纶织物放置在等离子体处理仪的处理腔中，关紧腔门，通入氧气，在真空度10-50Pa，放电功率50-200W条件下处理1-5分钟，然后在10-50 wt.％的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合水溶液中浸渍5-30分钟，干燥后的锦纶织物再放入等离子体处理仪处理腔中，通入氩气，在真空度10-50Pa，放电功率50-200W条件下处理3-15分钟，得到处理后的锦纶织物样品；
（2）将步骤（1）得到的处理后的锦纶织物样品放入配制好的天然染料染液中，天然染料浓度为1-10 wt.%，浴比1:5-40，利用醋酸或氨水调节pH至预设值，染色温度30-80 ℃，染色时间15- 60分钟，染色结束后，样品用去离子水清洗、晾干、密封。
优选的，所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合水溶液中2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺的质量比为1-5:1。
优选的，所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合物的用量为织物重量的1%-20%。
优选的，所述天然染料来源于黄连、紫甘蓝、蓝莓、葡萄、紫甘薯、茄子皮、桑葚、山楂皮、紫苏、火龙果、牵牛花中的一种或几种的混合物。
进一步的，所述天然染料包括黄连素和花青苷。
进一步的，所述花青苷含量为40-80 wt.%，且其溶液pH调节范围为7-12，呈现出黄色、紫色、蓝色和绿色等多种颜色。
进一步的，所述黄连素含量为10-40 wt.%，且其溶液pH调节范围为5-8，上染的织物具有抗菌性能。
有益效果：本发明一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，具有如下优势：
等离子体处理技术对锦纶表面进行了改性，可以提高锦纶表面活性反应基团，增加锦纶织物表面亲水性；
利用2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺对锦纶织物表面进行接枝处理，可以增加染色锦纶织物的得色量和色牢度；
多种天然染料可上染锦纶织物，并获得多彩锦纶织物；
整个制备过程绿色环保，节能减排且处理效率高。
附图说明
图1为实施例5天然染料染色锦纶织物的绿色制备过程示意图；
图2为实施例5染液pH值对桑葚染色锦纶织物K/S值的影响。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明：
实施例1
火龙果染料染色锦纶织物的绿色制备方法，步骤如下：
（1）首先将锦纶织物放置在等离子体处理仪的处理腔中，关紧腔门，在氧气环境中真空度为10Pa，放电功率50W条件下处理5分钟；
（2）将经过等离子体处理的锦纶织物放入10 wt.%的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合水溶液中浸渍30分钟，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺的质量比为1：1，且2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合物的总用量为织物重量的20%，然后取出干燥；
（3）将接枝处理过的锦纶织物再次放入等离子体处理仪处理腔中，通入氩气，在真空度为10Pa，放电功率50W条件下处理15分钟；
（4）处理后的锦纶织物样品放入配制好的火龙果天然染料染液中，火龙果染料浓度为1 wt.%，浴比1:5，利用氨水调节pH=7，染色温度50℃，染色时间60 min，染色结束后，样品用去离子水清洗、晾干、密封。
实施例2
葡萄染料染色锦纶织物的绿色制备方法，步骤如下：
（1）首先将锦纶织物放置在等离子体处理仪的处理腔中，关紧腔门，在氧气环境中真空度为20Pa，放电功率80W条件下处理4分钟；
（2）将经过等离子体处理的锦纶织物放入20 wt.%的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合水溶液中浸渍10分钟，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺的质量比为3.5:1，且2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合物的总用量为织物重量的15%，然后取出干燥；
（3）将接枝处理过的锦纶织物再次放入等离子体处理仪处理腔中，通入氩气，在真空度为30Pa，放电功率100W条件下处理10分钟；
（4）处理后的锦纶织物样品放入配制好的葡萄天然染料染液中，葡萄染料浓度为5wt.%，浴比1:10，利用氨水调节pH=8，染色温度70℃，染色时间30min，染色结束后，样品用去离子水清洗、晾干、密封。
实施例3
黄连染料染色锦纶织物的绿色制备方法，步骤如下：
（1）首先将锦纶织物放置在等离子体处理仪的处理腔中，关紧腔门，在氧气环境中真空度为50Pa，放电功率200W条件下处理1分钟；
（2）将经过等离子体处理的锦纶织物放入50 wt.%的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合水溶液中浸渍5分钟，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺的质量比为5:1，且2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合物的总用量为织物重量的1%，然后取出干燥；
（3）将接枝处理过的锦纶织物再次放入等离子体处理仪处理腔中，通入氩气，在真空度为50Pa，放电功率200W条件下处理3分钟；
（4）处理后的锦纶织物样品放入配制好的黄连天然染料染液中，黄连染料浓度为10 wt.%，浴比1:40，利用醋酸调节pH=5，染色温度80℃，染色时间15 min，染色结束后，样品用去离子水清洗、晾干、密封。
实施例4
紫苏染料染色锦纶织物的绿色制备方法，步骤如下：
（1）首先将锦纶织物放置在等离子体处理仪的处理腔中，关紧腔门，在氧气环境中真空度为30Pa，放电功率120W条件下处理3分钟；
（2）将经过等离子体处理的锦纶织物放入40 wt.%的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合水溶液中浸渍15分钟，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺的质量比为4：1，且2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合物的总用量为织物重量的6%，然后取出干燥；
（3）将接枝处理过的锦纶织物再次放入等离子体处理仪处理腔中，通入氩气，在真空度为40Pa，放电功率150W条件下处理5分钟；
（4）处理后的锦纶织物样品放入配制好的紫苏天然染料染液中，紫苏染料浓度为8wt.%，浴比1:20，利用醋酸调节pH=6，染色温度30℃，染色时间60 min，染色结束后，样品用去离子水清洗、晾干、密封。
实施例5
如图1所示，桑葚染料染色锦纶织物的绿色制备方法，步骤如下：
（1）首先将锦纶织物放置在等离子体处理仪的处理腔中，关紧腔门，在氧气环境中真空度为40Pa，放电功率150W条件下处理4分钟；
（2）将经过等离子体处理的锦纶织物放入30 wt.%的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合水溶液中浸渍20分钟，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺的质量比为2.5:1，且2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合物的总用量为织物重量的10%，然后取出干燥；
（3）将接枝处理过的锦纶织物再次放入等离子体处理仪处理腔中，通入氩气，在真空度为30Pa，放电功率120W条件下处理8分钟；
（4）处理后的锦纶织物样品放入配制好的桑葚天然染料染液中，桑葚染料浓度为3wt.%，浴比1:30，利用氨水调节pH为3~12，染色温度60℃，染色时间45 min，染色结束后，样品用去离子水清洗、晾干、密封，不同pH值对桑葚染料染色锦纶织物K/S值的影响如图2所示，说明桑葚染料在碱性条件下更容易上染织物。
同时对比于桑葚染料直接染色织物，该接枝处理后桑葚染料染色织物的各项牢度都得到了提升，如表1所示，
表1为采用不同方法用桑葚染料染色锦纶织物的色牢度
说明通过接枝处理后织物与桑葚染料之间的氢键和范德华力等作用力增强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）首先将锦纶织物放置在等离子体处理仪的处理腔中，关紧腔门，通入氧气，在真空度10-50Pa，放电功率50-200W条件下处理1-5分钟，然后在10-50 wt.％的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合水溶液中浸渍5-30分钟，干燥后的锦纶织物再放入等离子体处理仪处理腔中，通入氩气，在真空度10-50Pa，放电功率50-200W条件下处理3-15分钟，得到处理后的锦纶织物样品；
（2）将步骤（1）得到的处理后的锦纶织物样品放入配制好的天然染料染液中，天然染料浓度为1-10 wt.%，浴比1:5-40，利用醋酸或氨水调节pH至预设值，染色温度30-80 ℃，染色时间15- 60分钟，染色结束后，样品用去离子水清洗、晾干、密封。
2.根据权利要求1中所述的一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，其特征在于：所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合水溶液中2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺的质量比为1-5:1。
3.根据权利要求1中所述的一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，其特征在于：所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和3-甲基丙烯酰多巴胺复合物的用量为织物重量的1-20%。
4.根据权利要求1中所述的一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，其特征在于：所述天然染料来源于黄连、紫甘蓝、蓝莓、葡萄、紫甘薯、茄子皮、桑葚、山楂皮、紫苏、火龙果、牵牛花中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求4中所述的一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，其特征在于：所述天然染料包括黄连素和花青苷。
6.根据权利要求5中所述的一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，其特征在于：所述花青苷含量为40-80 wt.%，且其溶液pH调节范围为7-12。
7.根据权利要求5中所述的一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，其特征在于：所述黄连素含量为10-40 wt.%，且其溶液pH调节范围为5-8。
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