提高羊毛织物色深的前处理方法

    提高羊毛织物色深的前处理方法 羊毛表面结构复杂,表面有鳞片覆盖,呈疏水性质,染液不易润湿,阻碍了染料的吸附和扩散而难以上染。特别是一些亲和力不高的染料,残液中染料浓度含量高,污水处理较难。因此,羊毛染色一般采用较高温度,染色时间也较长,造成染色时能耗高,对纤维损伤大,尤其在羊毛等电点之外染色时,羊毛纤维损伤更大,手感粗糙,色泽泛黄。目前较常用的几种羊毛低温染色方法,有甲酸法、尿素法、溶剂法、前处理法和表面活性剂法等,虽有一定成效,但均有成本高、污染严重等弊端。 低温等离子体处理技术以其清洁、快速和对羊毛损伤少而倍受关注。采用低温等离子体技术处理羊毛,能使羊毛纤维表层的大分子链断裂,形成离子或自由基,提高纤维表面亲水性,从而改善羊毛染色性能。等离子体处理只作用于羊毛纤维表面极浅的一层,约30~50 nm,从而使纤维原有的优点几乎不变。低温等离子体处理羊毛,改变了羊毛表面的化学组分,在羊毛表面形成的刻蚀效应增加了极性基团;同时羊毛表面形成的刻蚀效应破坏了鳞片层胱氨酸中二硫键,使其断裂形成磺基丙氨酸或氧化后形成硫代磺酸盐,提高了羊毛纤维表面的亲水性和极性,改善了润湿性,提高了染料对纤维的亲和力;由于破坏鳞片层胱氨酸中二硫键,致使羊毛染色壁障被破坏,使染料分子容易进入纤维内部。使染色时的渗透性增强,并且容易吸附染料,因此初染温度降低,染色速率提高。

    另外,等离子体的物理破坏作用(表面刻蚀)使鳞片变软,染色时纤维容易润湿和溶胀,染料分子容易吸附在纤维表面,并扩散进入纤维内部,使上染速率明显提高,平衡上染时间大大缩短[5],同样对处理样颜色光泽起到增深作用。因此,低温等离子体处理可改善羊毛的染色性能,表现在羊毛的初始上染速率提高,固色率增加,但平衡上染率变化不大。 由于羊毛纤维表面鳞片层的阻碍,当染色温度由90℃降到70℃时,鳞片层的软化和张角的增大需要更长的时间,同时染料的吸附和扩散能力都有所减弱,所以羊毛织物上染速率明显降低,平衡上染时间大大延长,平衡上染率也有所下降。经常压氦气/空气等离子体处理后的羊毛机织物,其纤维表面的鳞片层遭到破坏,同时由于纤维表面形成较多的亲水性基团,加上刻蚀而形成更多的孔道,使染料分子较容易吸附并扩散进入纤维内部,与纤维分子上的氨基发生反应而固着。

    因此,低温等离子体处理后,羊毛即使在70℃温度下染色,也能有较快的上染速率,平衡上染时间也大大缩短,平衡上染率比未经等离子体处理的羊毛略高,固色率大幅度提高,颜色也更加鲜艳。 经处理的羊毛织物表观色深(K/S值)明显增大。低温等离子体处理后的羊毛织物表面碳-氧键大大增多,这样就增加了可以与染料分子发生结合的染座,提高纤维对染料的化学亲和力,从而使上染率增大,使得羊毛织物的K/S值增大,可使羊毛织物的染色牢度提高1.5级;由于低温等离子体处理后的羊毛纤维表面粗糙化,这使得羊毛织物表面对光的全反射降低,而漫反射增加,产生深色效应,也使得羊毛织物表观色深增大。