CN117535992A - 一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法 - Google Patents
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Abstract
一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，包括以下步骤：步骤1；染液配置；在20‑40℃下将一定量的染料和含有金属离子的路易斯酸分散在无水醇类有机溶剂中，并搅拌均匀制得染液；步骤2；染色；将生物基聚酰胺11纺织品和步骤1制得的染液一并置于容器中进行染色，从染色温度为20‑40℃开始按升温速率0.5‑3℃/min升温度至100‑110℃，升温完成后保温，保温时间为10‑100min；步骤3；水洗；将步骤2中染色后的生物基聚酰胺11纺织品在去离子水中浸泡、洗涤，然后烘干。
Description
技术领域
本发明涉及一种绿色纺织品的环保溶剂染色加工技术领域，特别是一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法。
背景技术
生物基聚酰胺属于生物质合成纤维，以可再生的生物质资源为原料，低碳、环保、可持续性强，符合“双碳目标”的要求。生物基聚酰胺11是由蓖麻油的终端衍生产物ω-十一氨基酸经过单体聚合制备的100％生物基聚酰胺，其既具有类似于其他聚酰胺材料(如聚酰胺6等)的机械性能，又具有类似聚烯烃的柔韧性。生物基聚酰胺11聚合物经过纺丝后可制备生物基聚酰胺11长丝纤维，其纤维质感柔软且耐磨不皱，同时也具有优异的机械性能、良好的耐气候性、抗紫外线辐射性、耐化学试剂性能以及良好的生物相容性和可降解性能，将其应用于化学纤维行业具有重大的意义。
市场上应用较多的聚酰胺6纺织品主要利用酸性染料在常规水介质体系下进行染色，对比常规的聚酰胺6纺织品，生物基聚酰胺11纺织品在化学结构上具有更长的疏水亚甲基碳链，且与酸性染料染色的“染座”(游离氨基离子)相对较少，这导致生物基聚酰胺11纺织品在常规水介质染色体系下的染料上染率较差，表观得色量较低。目前生物基聚酰胺11的研究主要集中在其与其它材料复合改性方面，而在相应的染色领域还未见报道。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，能有效的解决上述现有技术存在的问题。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，包括以下步骤：
步骤1；染液配置；在20-40℃下将一定量的染料和含有金属离子的路易斯酸分散在无水醇类有机溶剂中，并搅拌均匀制得染液；
步骤2；染色；将生物基聚酰胺11纺织品和步骤1制得的染液一并置于容器中进行染色，从染色温度为20-40℃开始按升温速率0.5-3℃/min升温度至100-110℃，升温完成后保温，保温时间为10-100min；
步骤3；水洗；将步骤2中染色后的生物基聚酰胺11纺织品在去离子水中浸泡、洗涤，然后烘干。
其中，上述步骤1中，所述染料包括弱酸性染料、金属络合染料和活性染料中的一种或多种；所述含有金属离子的路易斯酸包括钙离子盐、镁离子盐、锌离子盐和锂离子盐中的一种或多种。
其中，上述步骤1中，所述无水醇类有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇中的一种或多种。
其中，上述步骤1中，所述染料用量相对于待染色的生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为1％～20％；所述含有金属离子的路易斯酸用量相对于待染色的生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为0.1％～20％。
其中，上述步骤2中，所述容器为升温时密闭的容器。
其中，上述步骤3中，所述浸泡温度为20-40℃，浸泡时间为2-30min。
其中，所述生物基聚酰胺11纺织品是生物基聚酰胺11长丝纤维或生物基聚酰胺11针织物或生物基聚酰胺11机织物。
与现有技术相比本发明的优点在于：
目前，将生物基聚酰胺11聚合物应用到纺织品上并研究其染色性的提高上未见相关的科学报道，将本发明的无水染色方法与常规的聚酰胺6纺织品水介质染色方法进行对比，本发明不需要添加酸性化学品，在中性条件下就可以染色，且染色介质可回收再利用，减少了废水排放，可以实现资源循环和清洁生产，特别是经过本发明染色后的生物基聚酰胺11纺织品表观得色量(K/S值)得到了很大的提升。
请说明本申请的技术方案能实现上染率、表观得色量提升的机理。
由于PA 11纤维结构中疏水链较长，亲水性差，能与染料分子发生离子键结合的氨基含量较少，在醇环境下，含有金属离子的路易斯酸可以和聚酰胺分子链中的氢键发生络合作用，可以屏蔽PA 11纤维分子链间相邻酰胺基定向形成的氢键，降低其结晶能力，使PA11纤维的无定形区比例提高，更多的端氨基可以与染料接触而增加染料的上染率；另外，升高温度有利于提高PA 11纤维的上染率，当染色温度达到100℃以上时，染料分子扩散系数增加得很快，同时升高温度有利于PA 11纤维的溶胀，孔隙增大，使得染料分子更容易进入纤维内部，从而提高上染率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下列举实施例，对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，包括以下步骤：
步骤1；染液配置；在30℃下将染料和含有金属离子的路易斯酸分散在乙醇中，并搅拌均匀制得染液；所述染料为弱酸性染料；所述含有金属离子的路易斯酸为氯化钙。
步骤2；染色；将生物基聚酰胺11纺织品和步骤1制得的染液一并置于容器中进行染色，从染色温度为30℃开始按升温速率0.5℃/min升温度至100℃，升温完成后保温，保温时间为10min；
步骤3；水洗；将步骤2中染色后的生物基聚酰胺11纺织品在去离子水中浸泡、洗涤并烘干。
作为优选，上述步骤1中，所述染料用量相对于待染色生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为2％；所述含有金属离子的路易斯酸用量相对于待染色生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为3％。
作为优选，上述步骤2中，所述容器为密闭钢杯。
作为优选，上述步骤3中，所述浸泡温度为25℃，浸泡时间为10min。
作为优选，本实施例中，所述生物基聚酰胺11纺织品为生物基聚酰胺11长丝纤维。
将同样的生物基聚酰胺11纺织品分别经过上述实施例1染色和常规水介质染色后的表观得色量(K/S值)进行对比。常规水介质染色条件为：染色pH值为4，染色温度为100℃，升温速率为2℃/min，染色保温时间为40min。所得结果如下表1所示：
表1常规水介质染色与实施例1中生物基聚酰胺11纺织品的K/S值
实施例2
一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，包括以下步骤：
步骤1；染液配置；在20℃下将染料和含有金属离子的路易斯酸分散在甲醇中，并搅拌均匀制得染液；作为优选，上述步骤1中，所述染料为金属络合染料；所述含有金属离子的路易斯酸为氯化镁。
步骤2；染色；将生物基聚酰胺11纺织品和步骤1制得的染液一并置于容器中进行染色，从染色温度为20℃开始按升温速率1℃/min升温度至105℃，升温完成后保温，保温时间为20min；
步骤3；水洗；将步骤2中染色后的生物基聚酰胺11纺织品在去离子水中浸泡、洗涤并烘干。
作为优选，上述步骤1中，所述染料用量相对于待染色生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为1％；所述含有金属离子的路易斯酸用量相对于待染色生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为0.1％。
作为优选，上述步骤2中，所述容器为密闭钢杯。
作为优选，上述步骤3中，所述浸泡温度为20℃，浸泡时间为2min。
作为优选，本实施例中，所述生物基聚酰胺11纺织品为生物基聚酰胺11针织物。
将生物基聚酰胺11纺织品分别经过上述实施例2染色和常规水介质染色后的表观得色量(K/S值)进行对比(常规水介质染色条件为：染色pH值为4，染色温度为100℃，升温速率为2℃/min，染色保温时间为40min)，所得结果如下表2所示：
表2常规水介质染色与实施例2中生物基聚酰胺11纺织品的K/S值
实施例3
一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，包括以下步骤：
步骤1；染液配置；在40℃下将染料和含有金属离子的路易斯酸分散在丙醇中，并搅拌均匀制得染液；所述染料为活性染料；所述含有金属离子的路易斯酸为氯化锌。
步骤2；染色；将生物基聚酰胺11纺织品和步骤1制得的染液一并置于容器中进行染色，从染色温度为40℃开始按升温速率3℃/min升温度至110℃，升温完成后保温，保温时间为100min；
步骤3；水洗；将步骤2中染色后的生物基聚酰胺11纺织品在去离子水中浸泡、洗涤并烘干。
作为优选，上述步骤1中，所述染料用量相对于待染色生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为20％；所述含有金属离子的路易斯酸用量相对于待染色生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为20％。
作为优选，上述步骤2中，所述容器为密闭钢杯，密闭钢杯为密闭的容器。
作为优选，上述步骤3中，所述浸泡温度为40℃，浸泡时间为30min。
作为优选，本实施例中，所述生物基聚酰胺11纺织品为生物基聚酰胺11针织物。
将生物基聚酰胺11纺织品分别经过上述实施例3染色和常规水介质染色后的表观得色量(K/S值)进行对比(常规水介质染色条件为：染色pH值为4，染色温度为100℃，升温速率为2℃/min，染色保温时间为40min)，所得结果如下表3所示：
表3常规水介质染色与实施例3中生物基聚酰胺11纺织品的K/S值
实施例4
步骤1；染液配置；常温下将一定量的染料和含有金属离子的路易斯酸分散在无水醇类有机溶剂中，并搅拌均匀；
步骤2；染色；将生物基聚酰胺11纺织品和步骤1制得的染液一并置于容器中进行染色，从染色温度为32℃开始按升温速率3℃/min升温度至100℃，所述染色保温时间为40min。所述染料为金属络合染料；所述含有金属离子的路易斯酸为氯化锂。
步骤3；水洗；将步骤2中染色后的生物基聚酰胺11纺织品在去离子水中浸泡、洗涤并烘干。
作为优选，上述步骤1中，所述无水醇类有机溶剂为乙二醇。
作为优选，上述步骤1中，所述染料用量相对于待染色生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为5％；所述含有金属离子的路易斯酸用量相对于待染色生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为6％。
作为优选，上述步骤2中，所述容器为密闭钢杯，密闭钢杯为密闭的容器。
作为优选，上述步骤3中，所述浸泡温度为25℃，浸泡时间为5min。
作为优选，本实施例中，所述生物基聚酰胺11纺织品为生物基聚酰胺11针织物。
将生物基聚酰胺11纺织品分别经过上述实施例4染色和常规水介质染色后的表观得色量(K/S值)进行对比(常规水介质染色条件为：染色pH值为4，染色温度为100℃，升温速率为2℃/min，染色保温时间为40min)，所得结果如下表4所示：
表4常规水介质染色与实施例4中生物基聚酰胺11纺织品的K/S值
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1；染液配置；在20-40℃下将一定量的染料和含有金属离子的路易斯酸分散在无水醇类有机溶剂中，并搅拌均匀制得染液；
步骤2；染色；将生物基聚酰胺11纺织品和步骤1制得的染液一并置于容器中进行染色，从染色温度为20-40℃开始按升温速率0.5-3℃/min升温度至100-110℃，升温完成后保温，保温时间为10-100min；
步骤3；水洗；将步骤2中染色后的生物基聚酰胺11纺织品在去离子水中浸泡、洗涤，然后烘干。
2.根据权利要求1所述的一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，其特征在于：上述步骤1中，所述染料包括弱酸性染料、金属络合染料和活性染料中的一种或多种；所述含有金属离子的路易斯酸包括钙离子盐、镁离子盐、锌离子盐和锂离子盐中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，其特征在于：上述步骤1中，所述无水醇类有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，其特征在于：上述步骤1中，所述染料用量相对于待染色的生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为1％～20％；所述含有金属离子的路易斯酸用量相对于待染色的生物基聚酰胺11纺织品的质量百分比为0.1％～20％。
5.根据权利要求1所述的一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，其特征在于：上述步骤2中，所述容器为升温时密闭的容器。
6.根据权利要求1所述的一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，其特征在于：上述步骤3中，所述浸泡温度为20-40℃，浸泡时间为2-30min。
7.根据权利要求1所述的一种生物基聚酰胺11纺织品的无水染色方法，其特征在于：所述生物基聚酰胺11纺织品是生物基聚酰胺11长丝纤维或生物基聚酰胺11针织物或生物基聚酰胺11机织物。
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