【集萃網(wǎng)觀察】天然彩色棉織物在遇酸、堿、氧化劑、還原劑、滲透劑、洗滌劑、皂煮、柔軟、免燙抗皺、高溫等處理時存在著變色問題。如何解決或利用產(chǎn)品的色變性能,對彩色棉產(chǎn)品的開發(fā)有重要現(xiàn)實意義。已有研究表明,對彩色棉進行生物酶處理也是代替?zhèn)鹘y(tǒng)堿處理的一種很好的綠色整理方法。本文就果膠酶處理彩色棉的色變規(guī)律進行了研究,現(xiàn)報道如下。
1 實驗材料與方法
1.1 原材料
堿性果膠酶(ＢｉｏＰｒｅｐＬ,3000ＡＰＳＵｇ)由諾維信公司提供;滲透劑由杭州市余杭艾迪精細化工研究所提供。本實驗采用的試樣組織為21右斜紋機織物,其結構參數(shù)列于表1。
1.2 織物的處理條件
使用恒溫水浴鍋,控制處理液ｐＨ值為8.0～9.0、溫度為55℃、浴比為1∶20,改變酶濃度、處理時間、攪拌程度和是否添加滲透劑等處理條件,織物處理后用90℃水洗5～10ｍｉｎ,然后冷水洗5～10ｍｉｎ,晾干待用。
1.3 色差測定
采用ＳＭ4型色差儀進行織物的色澤測定,采用蒙塞爾色系(Ｈ代表色調,Ｖ代表明度,Ｃ代表飽和度,ΔＥ代表色差),每塊試樣取5個數(shù)的平均值。
2 結果與討論
2.1 處理時間和酶用量對彩色棉織物顏色的影響
在ｐＨ值為8.0～9.0,溫度為55℃,浴比為1∶20,酶用量為005ｇＬ的條件下,采用不同時間進行果膠酶處理,對彩色棉試樣的顏色影響如圖1所示。再在ｐＨ值為8.0～9.0,溫度為55℃,浴比為1∶20,酶用量分別為0.01ｇＬ,0.25ｇＬ,0.5ｇＬ條件下處理1ｈ,然后將試樣水洗晾干,其結果如圖2所示。
從圖1和圖2可知,隨處理時間或果膠酶用量的增加,棕色棉的色調(Ｈ)下降,由黃紅色調向紅色調轉化,而綠色棉的色調(Ｈ)上升,由綠黃色調向綠色調轉化;但酶用量的變化對色調影響較小。而隨時間的增加兩種棉的明度(Ｖ)均下降,這說明棕色、綠色的色澤都加深了;飽和度(Ｃ)隨時間的增加棕色棉上升,綠色棉下降,但酶用量引起的明度和飽和度變化幅度相對較小;色差(ΔＥ)隨時間和酶用量的增加均產(chǎn)生不同程度的增大。
2.2 滲透劑濃度和攪拌程度變化對彩色棉織物顏色的影響
在ｐＨ值為8.0～9.0、溫度為55℃、浴比為1∶20、酶用量0.05ｇＬ條件下處理1ｈ,滲透劑用量分別為0、5、25、100ｇＬ,實驗結果如表2所示。在ｐＨ值為80～90,溫度為55℃,浴比為1∶20,時間為1ｈ,酶用量為005ｇＬ條件下,在恒溫水浴鍋中改變攪拌程度(輕攪:調ｐＨ值時攪動,中度攪:20圈20ｍｉｎ,劇烈攪:20圈5ｍｉｎ),觀察顏色變化,實驗結果如表3所示。
從表2和3可知,滲透劑濃度變化和攪拌程度的變化對色調、明度、飽和度及色差影響都很小,并且無變化規(guī)律可循。
2.3 討 論
天然彩色棉纖維顏色不夠鮮艷,其主要原因是在纖維的外部有一層蠟質和木質素保護層,使色素所具有的鮮艷度降低,纖維外觀呈現(xiàn)出暗淡及柔和色調。但是,成熟的纖維經(jīng)水洗和堿洗后纖維色彩的鮮艷度就會增加。果膠酶對彩棉纖維(織物)的處理主要針對表皮層和初生層。棉纖維的果膠主要集中在表皮層和初生層,果膠和蠟質是相互附生的,果膠具有將蠟質粘附在纖維上的功能,去除果膠可使纖維上的蠟質結構松動。一般在果膠酶處理后,通過溫度為75～90℃,ｐＨ值為8～95的溫和洗滌外理,就可以去除蠟質,獲得所需的親水性,同時使彩色棉進一步顯色。加入滲透劑,有助于協(xié)同果膠酶去除蠟質,但滲透劑用量的增大對彩色棉織物顏色影響不大。攪拌程度的增大,有助于果膠等物質的去除,但在實驗室條件下與工業(yè)上的攪拌不同,由于實驗時的攪拌程度彼此相差不大,故對顏色影響甚微。本文對綠棉和白棉作了紅外光譜對比分析,其光譜圖如圖3所示。
在圖3(ａ)的白棉紅外光譜圖中,3349ｃｍ-1處為羥基峰,2900ｃｍ-1處為亞甲基峰,1640ｃｍ-1處為共軛碳基、酯基峰,1431ｃｍ-1處為Ｃ—Ｈ振動部分。綠色彩棉化學結構與普通白棉基本相似,但在綠色棉光譜圖3(ｂ)中可看到一個新的峰出現(xiàn)在高頻區(qū)的2850ｃｍ-1處,同時1500ｃｍ-1處有吸收峰出現(xiàn),這表明綠色棉色素中有—ＣＨ或—ＣＨ3存在,極可能是綠色棉發(fā)色基團的存在處。印度的Ｍ.Ｓ.Ｐａｒｍａｒ等的研究還發(fā)現(xiàn)在棕色棉紅外光譜圖中有一個2810ｃｍ-1新的特性峰,并推測是棕色棉的發(fā)色基團所在。因彩色棉纖維的色素中存在芳環(huán)及雙鍵,具有共軛碳基、羧基和酚羥基等吸電子基團,還存在羥基、甲氧基等供電子基團。當遇到—ＯＨ、—ＮＨ2等供電子基和—ＣＮ、—ＣＯＯＨ等吸電子基時和鹵素等極性基團時,都能使電子云密度發(fā)生變化。根據(jù)現(xiàn)代發(fā)色理論,物質遇到吸電子基團時,共軛鍵電子云密度降低,色光變淺;遇到供電子基團時,共軛鍵電子云密度增大,色光變深。酸性基團一般為吸電子基團,彩棉色素在酸性條件下色光變淺;堿性基團一般為供電子基團,所以彩棉色素在堿性果膠酶處理條件下,色光變深。由于供、吸電子的能力不同,各種不同性質的酸堿引起色變的程度不同。一般情況下,吸電子性越強的基團,使彩棉色光變得越淺;供電子性越強的基團,使彩棉色光變得越深,堿性果膠酶用量增大,彩棉色光變深就是證明。
3 結 論
果膠酶對彩色棉機織物進行處理會引起色變。隨處理時間的增加,棕色棉色調由黃紅色向紅色轉化,綠色棉色調由黃綠色向純綠色轉化。兩種彩棉的明度均隨時間的增加而下降,色澤都變深。棕色棉飽和度隨處理時間的增加而上升,鮮艷度增加,而綠色棉下降,鮮艷度減小。兩種彩棉的色差ΔＥ隨時間和酶用量的增加而增大。滲透劑濃度和實驗室條件下的攪拌程度對天然彩色棉織物的顏色變化無明顯影響。
來源:中華印染網(wǎng)
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