杭彩云

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院 環(huán)境與材料工程系，江蘇 江陰 214405）

絲光滲透劑的性能不僅直接影響絲光的效果[1-2]，還會(huì)影響絲光后染色均勻性和染料利用率。尤其對(duì)于干紗絲光[3]，由于在間歇式絞紗絲光過程中，單根紗線排列緊密并具有一定的厚度，所以在絞紗接觸液堿的起始階段，滲透劑起著關(guān)鍵的作用。如果絲光滲透性能不好，將會(huì)出現(xiàn)表層紗線接觸液堿的時(shí)間長，內(nèi)部紗線接觸液堿的時(shí)間短，呈現(xiàn)出表層與中間紗線絲光效果的不一致；絞紗的厚度越厚，絲光的差異越大。因此在選擇干紗絲光滲透劑時(shí)，要求滲透時(shí)間盡可能短。此外，滲透劑的耐堿性能表現(xiàn)以及放置時(shí)間表現(xiàn)，還有滲透劑對(duì)絲光效果和染色性能的影響等都是篩選滲透劑需要研究的性能指標(biāo)。

1 試驗(yàn)

1.1 材料及儀器

紗線：65s/2 燒毛紗（山東三陽紡織股份有限公司）。

藥品：32 波美度液堿（無錫敦合商貿(mào)有限公司），滲透劑LT、4028A、4032[科凱精細(xì)化工（上海）有限公司]，滲透劑CT（佛山晨輝化工有限公司），NATRON Ic new [卜賽特（寧波）化工有限公司]。

儀器：Datacolor 650（美國Datacolor 公司），F(xiàn)A2004電子天平（上海圣科儀器設(shè)備有限公司），YG020B 型電子單紗強(qiáng)力機(jī)（常州第二紡織機(jī)械有限公司），YG086縷紗測(cè)長機(jī)（南通三思機(jī)電科技有限公司），AS-24 常溫小樣染色機(jī)（佛山市亞諾精密機(jī)械制造有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 滲透時(shí)間的測(cè)定

常溫下配置含0、2、4、6、8、10g/L 滲透劑的28 波美度液堿溶液，將燒毛棉紗線繞成相同的形狀，投入液堿溶液中，采用秒表記錄燒毛棉紗線從接觸液堿溶液表面到完全潤濕的時(shí)間[4]，每組進(jìn)行3 次試驗(yàn)，然后取平均值。

1.2.2 耐堿性的測(cè)定

將含有滲透劑的燒堿溶液靜置24h 后觀察溶液表面的漂油情況、可見度[5]并按1.2.1 方法測(cè)定滲透時(shí)間。

1.2.3 絲光鋇值的測(cè)定

將絲光前后棉線，剪成小于5mm 的碎片，放進(jìn)溫度為100～105℃的烘箱內(nèi)，烘4h 后迅速取出，放入干燥容器中平衡至室溫后準(zhǔn)確稱取2.000g，放入150ml帶塞的錐形瓶中，加入30mL 的0.25mol/L 氫氧化鋇溶液，浸泡2h，并不斷搖動(dòng)。另外準(zhǔn)備一份做空白試驗(yàn)用。從錐形瓶中吸取10mL 浸漬液放入50mL 錐形瓶中，加數(shù)滴酚酞指示劑，用0.1mol/L 的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，平行做2 次，按下式計(jì)算鋇值[6]。

鋇值=（V0-V1）/（V0-V2）

式中：V0—空白試驗(yàn)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）；

V1—絲光試樣浸漬液消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）；

V2—未絲光試樣浸漬液消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）。

1.2.4 染色

1.2.4.1 染色工藝處方（以深藏青為例）

活性染料HE4R 黃/%（omf） 0.110

活性染料HE3B 紅/%（omf） 0.172

活性染料HERD 藍(lán)/%（omf） 0.128

棉用勻染劑DY/（g·L-1） 1.0

元明粉/（g·L-1） 30

純堿/（g·L-1） 15

浴比 1∶15

1.2.4.2 染色工藝曲線

染色工藝曲線如圖1 所示。

圖1 染色工藝曲線

1.2.5 K/S 值、力份、色差測(cè)定

在Datacolor 測(cè)試配色儀上，分別以LT（4g/L）、CT6為標(biāo)準(zhǔn)樣，以CT4、CT6 為批次樣進(jìn)行測(cè)色，每個(gè)試樣測(cè)5 次，記錄R%、力份、色差。

1.2.6 紗線強(qiáng)力測(cè)試

取5 個(gè)紗筒，每個(gè)紗筒在單紗強(qiáng)力機(jī)上測(cè)3 次，記錄斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率，然后取平均值。

2 結(jié)果及討論

2.1 滲透劑濃度對(duì)滲透時(shí)間的影響

不同濃度滲透劑燒堿溶液的滲透時(shí)間見圖2 和表1。從圖2 和表1 可以看出，燒毛棉紗線在未加滲透劑的燒堿溶液中的滲透性能很差，15min 后仍不能完全被潤濕，而加入滲透劑以后滲透性能明顯增強(qiáng)，并且隨著滲透劑濃度的提高，滲透時(shí)間更短，滲透性能更佳。在篩選的滲透劑中，LT 的滲透性能最好，在4g/L時(shí)平均滲透時(shí)間只有1.63s；其次是CT，在用量為4g/L時(shí)平均滲透時(shí)間能達(dá)到3.35s，6g/L 時(shí)能達(dá)到2.27s；而NATRON Ic new 的滲透性能最差，用量達(dá)到10g/L 時(shí)滲透時(shí)間仍大于5s，不能滿足生產(chǎn)的需要。

圖2 滲透劑濃度對(duì)滲透時(shí)間的影響

表1 滲透劑濃度對(duì)滲透時(shí)間的影響

2.2 滲透劑放置時(shí)間對(duì)滲透效果的影響

將含有4g/L 滲透劑的液堿溶液靜置24h 后，觀測(cè)液堿溶液表面現(xiàn)象和滲透效果，見表2。

表2 各滲透劑漂油等性能的測(cè)試結(jié)果

從表2 中可知，除滲透劑4032 和NATRON IC new 的漂油較少外，其他三種滲透劑都出現(xiàn)了較嚴(yán)重的漂油現(xiàn)象。但是可見度和起泡性指標(biāo)中，5 種滲透劑的表現(xiàn)基本相同。4g/L 滲透劑在液堿中放置24h 后的滲透時(shí)間比剛配置時(shí)的滲透時(shí)間要長，說明滲透劑的耐堿性受到一定的影響。對(duì)比5 種滲透劑放置24h 后的滲透效果，LT 的滲透時(shí)間仍然能控制在3s 之內(nèi)，能滿足生產(chǎn)要求。

2.3 滲透劑對(duì)絲光鋇值的影響

按1.2.3 試驗(yàn)方法對(duì)LT 和CT 兩種不同濃度的滲透劑絲光后，測(cè)試紗線的絲光鋇值，結(jié)果見圖3。

圖3 不同滲透劑的絲光鋇值

從圖3 可知，LT 系列的滲透劑絲光效果較好，絲光鋇值可以達(dá)到130 左右，且隨著濃度的增加，有上升的趨勢(shì)；而CT 系列滲透劑絲光后的鋇值比較差，只有105 左右。絲光鋇值主要是用來衡量纖維素纖維經(jīng)過NaOH 處理之后吸附能力的大小，鋇值越高說明吸附能力越強(qiáng)，即纖維素纖維的無定型區(qū)占比越高。滲透劑的滲透效果不僅體現(xiàn)在棉紗線在液堿中的滲透時(shí)間，同時(shí)還表現(xiàn)為棉紗線在液堿中的收縮情況。濃度相同條件下，棉紗線在滲透劑LT 堿液中的收縮率比在滲透劑CT 堿中的收縮率大，纖維內(nèi)部的無定型區(qū)含量高，對(duì)氫氧化鋇的吸附能力強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的鋇值高。

2.4 滲透劑對(duì)絲光紗線強(qiáng)力的影響

按1.2.6 方法對(duì)絲光后的棉紗線進(jìn)行單紗強(qiáng)力測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表3。

表3 紗線絲光前后的性能指標(biāo)比較

從表3 中強(qiáng)力數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，棉紗線經(jīng)過絲光后斷裂強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)度都有所增大，這主要是由于絲光后無定形區(qū)域的分子被拉得平直，同時(shí)纖維的扭曲減少，與纖維軸平行，取向度增加引起的；滲透劑LT系列和CT 系列的強(qiáng)力相近，都比燒毛紗提升10%左右，但斷裂伸長率都有所下降，紗線的韌性下降。

2.5 滲透劑對(duì)染色性能的影響

不同滲透劑絲光后棉紗線分別按1.2.4 方法進(jìn)行染色，染色試樣在Datacolor 測(cè)色配色儀上測(cè)試R%、K/S值、色差和力份，結(jié)果見表4。

表4 絲光后染色性能比較

從表4 可知，以滲透劑LT 絲光染色的色紗為標(biāo)樣，滲透劑CT 絲光染色的色紗作為批次樣，滲透劑CT 絲光染色后的色紗K/S 值比LT 標(biāo)樣的K/S 值小，力份也不足，色差為4～5 級(jí)，說明絲光滲透劑對(duì)染色也產(chǎn)生了影響，這與絲光鋇值的比較結(jié)果一致。經(jīng)過滲透劑LT 絲光的棉紗線鋇值高，對(duì)染料的吸附性能好，染料上染率和固色率高，所以染色紗線的K/S 值大。

3 結(jié)語

在實(shí)驗(yàn)所選用的5 種絲光滲透劑中，CT 系列的滲透劑滲透性能略低于LT 系列滲透劑的滲透性能，但均優(yōu)于其他種類的滲透劑；放置一定時(shí)間后，兩者都出現(xiàn)了漂油現(xiàn)象，影響了滲透時(shí)間，但是還能滿足生產(chǎn)對(duì)滲透時(shí)間的要求。LT 和CT 兩種滲透劑濃度增加對(duì)絲光鋇值、紗線強(qiáng)力以及染色性能的影響不明顯，因此從生產(chǎn)成本考慮，優(yōu)選濃度為4g/L。滲透劑LT 的染色性能優(yōu)于滲透劑CT，這與絲光滲透時(shí)間和絲光鋇值測(cè)試結(jié)果一致。