水溶性聚酰胺高分子材料在涂料浸染中的应用

水溶性聚酰胺高分子材料在涂料浸染中的应用

由于涂层染色技术简单、铬技术完整、成本低、再现性好等优点，以及涂层制备水平（例如，研磨和粘合剂的性能）的不断提高，涂层染色的工业化应用也越来越受欢迎。但由于涂料本身不溶于水,对任何纤维都没有亲和性,因此在染色时也存在泳移、色浅和染色牢度差等问题。近十年来,有关提高涂料染色深度的研究主要侧重于用各种纤维改性剂(或称接枝剂、增深剂和阳离子化剂等)与纤维作用,在纤维结构中引入阳离子基团,从而提高纤维对涂料水分散颗粒的吸附能力和速度。本文将讨论一种含环氧基团的水溶性聚酰胺高分子材料在涂料浸染中的应用。1试验材料和方法1.1细布半制品织物:经退浆、煮练和漂白的13.1tex×13.1tex80/20T/C细布半制品。药品:染色促进剂为含环氧基团侧基的水溶性聚酰胺(自制),固含量为12%,涂料大红G-11(上海油墨厂),粘合剂、氢氧化钠和醋酸均为工业级。1.2测试方法1.2.1ph值的预处理织物改性采用浸渍法处理。将一定重量(owf)的染色促进剂加入处理浴中,用氢氧化钠调pH值,浴比1∶30、80℃处理一定时间,然后在室温水洗15min后进行染色。1.2.2染色预处理将用量为8%(owf)的涂料大红G-11和粘合剂分散在水中,将预处理后的织物进行染色。染色温度为60℃,染色时间为40min,浴比为1∶30。1.2.3决定涂料厂染色深度采用BapacolourappliedcoloursystemsInc.的SF450型测色仪测定试样的K/S值。2结果与讨论2.1对表面活性剂的吸附涂料分子及颗粒均呈电中性。但是,用于织物染色和印花的商品涂料在商品化后处理时均会加入大量的表面活性剂,这些表面活性剂一般都会采用一些阴离子型的,其目的是为了使涂料在应用时保持足够的水分散稳定性。因此,商品涂料颗粒的表面都会吸附大量的表面活性剂。这些表面活性剂分子的疏水部分靠氢键和范德华力等和涂料颗粒表面的分子发生吸附,而亲水基团则朝向水。这种吸附的结果使涂料颗粒表面呈负电荷。织物在水中其表面通常带负电荷,同时涂料颗粒对棉和涤纶纤维均没有亲和力,因此直接用涂料对棉和涤纶等纤维进行染色,其染色深度和染色牢度都很差。本文采用含环氧活性基团的聚酰胺在一定条件下和纤维反应,改变纤维表面的电荷分布,使其表面带正电荷,从而使表面覆盖了表面活性剂的涂料颗粒以静电力的形式被吸附在纤维表面,即在纤维表面为涂料颗粒的上染提供了一定的“染座”,使染色速度得以提高,达到促染的目的。2.2预处理浴ph值对织物染色深度的影响在碱性条件下,环氧基团开环并和纤维大分子中的羟基等反应性基团发生反应生成共价键,使聚酰胺大分子被接枝到纤维上,从而使纤维表面的电荷被改变。图1为用促进剂对织物进行预处理时,处理浴pH值对处理后织物用涂料染色的染色深度(K/S值)的影响。从图中可以看出,在pH值为7～9的范围内,随处理浴pH值的升高,K/S值增加,即织物的染色深度增加。但当预处理浴的pH值继续升高到11时,K/S值急剧下降。由于本文合成的染色促进剂为水溶性高分子,预处理时未和纤维反应的染色促进剂分子会在随后的水洗过程中被洗去。从图1的结果可知,当预处理浴的pH值在8～9的范围内,染色促进剂能较好地和纤维发生反应,染色织物的K/S值也最大。2.3预处理时染色促进剂浓度对织物染色深度的影响理论上,随纤维上共价结合的染色促进剂分子越多,则在水中纤维表面的电荷改变就越多,染色时纤维吸附涂料颗粒的速度就越快,吸附涂料颗粒的量就越大,即织物的染色深度越高。图2为预处理时染色促进剂的浓度对处理织物染色深度的影响。分析图2的结果可知,未预处理织物用涂料染色,其得色量很低。随预处理时染色促进剂浓度升高到16%(o.w.f),织物的染色深度大幅度提高。说明纤维表面键合的染色促进剂分子数目增加,可有效地为涂料颗粒的上染提供“染座”。但随预处理时染色促进剂浓度继续升高,则织物的染色深度变化不大。说明纤维上键合的染色促进剂分子不再随其在处理浴中的浓度的增加而增加。2.4染色时间的影响图3为织物的预处理时间对染色深度的影响。从图中可以看到,当处理时间延长到20min,织物的染色深度急剧提高,说明在这段时间内,染色促进剂和纤维反应的速度很快。继续延长预处理时间,则织物的染色深度略有下降。2.5ph值对染料染色的影响预处理后的织物,由于在纤维上引入了聚酰胺大分子作为染色促进剂,理论上随染浴酸性的增加,聚酰胺大分子中的胺基会不断地被转化成铵正离子,使纤维表面的正电荷数目增加,可供涂料颗粒上染的“染座”增加。本文将预处理后(其预处理条件为:染色促进剂浓度(owf),处理浴pH值8,处理温度80℃,处理时间20min)的织物分别在中性和弱酸性(用醋酸调pH值为5.5左右,涂料8%(owf),粘合剂同浴)染浴中进行涂料染色。染色后织物的染色深度K/S值分别为10.73和12.17。可见,染浴的酸度显著地影响织物的染色深度。但是,染浴的酸性过强,即pH值过低,一方面会造成上染过快,容易出现染色不匀;同时过低的pH值会造成粘合剂的稳定性下降。因此,染浴最好控制在中性和弱酸性。4纤维预处理条件的确定采用预处理的方法,通过化学反应在纤维结构中引入聚酰胺大分子作为染色促进剂,对纤维进行改性。结果表明,经过