莫代尔／牛奶丝混纺针织物的耐碱性

摘要：采用不同质量浓度的纯碱溶液，分别在70℃和90℃下处理莫代尔／牛奶丝混纺织物，研究了莫代尔／牛奶丝混纺针织物的耐碱性。通过对处理后织物的白度、失重率和可染性进行测试，发现该混纺织物的耐碱性较差，较低的碱浓度即能引起织物自度的大幅下降和较高失重，较高的碱浓度和温度还会引起泛黄；通过对处理液进行紫外光谱扫描，发现织物失重主要是由酪素蛋白的溶失引起的。碱处理明显降低了织物的酸性染料可染性，增加了活性染料的可染性。

前言

酪素蛋白／丙烯腈接枝共聚纤维，亦称丙烯腈基酪素蛋白复合纤维，俗称牛奶丝。该纤维从问世起就受到业界人士的广泛关注和研究，并在国内实现了小批量生产。丙烯腈基酪素蛋白复合纤维制成的面料质地轻薄、手感滑爽，被开发用于针织内衣和贴身衣料。莫代尔纤维是一种高湿模量的再生纤维素纤维，该纤维具有比棉更好的吸湿性，丝一般的光泽，可染性好，其面料悬垂性好，穿着舒适。莫代尔／牛奶丝混纺针织物则集中了这两种原料的优点，是一种时尚的面料。

莫代尔具有较好的耐碱性，而牛奶丝散纤维的耐碱性较差，在碱性加工条件下，酪素蛋白易流失，纤维易泛黄J。莫代尔／牛奶丝混纺针织物的白色成品和浅色制品均需经过精练和漂白等处理工序，其染色采用活性染料染莫代尔，这些工序均在碱性条件下进行。如果该面料中的牛奶丝组分在碱性染整加工过程中发生酪素蛋白流失及泛黄，则会影响面料的服用性能、染色性能和使用价值。

本试验主要研究了莫代尔／牛奶丝混纺针织物对纯碱的稳定性，分析了纯碱处理后织物的白度、失重率和可染性的变化，并对处理液进行了紫外吸收光谱分析。这些研究可为确定合适的奠代尔／牛奶丝混纺织物的染整加工条件提供理论依据。

1试验

1．1材料

织物：14．6tex(40)莫代尔／牛奶丝混纺(70／30)针织布，(宁波广源纺织品有限公司)

化学品：纯碱、醋酸钠、氢氧化钠、醋酸、硼酸、磷酸、硫酸钠(分析纯)，平平加0(市售工业品)，净洗剂InvadineDA(亨斯迈纺织染化有限公司)，酸性染料Everacid黄A-4R和蓝A一2G，活性染料Everzol艳蓝R和红ED．2B(台湾永光化学工业股份有限公司)

1．2pH缓冲液和纯碱液处理方法

以下处理浴比1：50，在XW—ZDR-25X12型低噪振荡式染样机(靖江市新旺染整设备厂)中进行。.

pH缓冲液处理方法用醋酸／硼酸／磷酸／氢氧化钠缓冲液调节溶液的pH值分别至2．66、3．48、4．11、5．10、6．16、6．79、7．85、8．89、9．75、10．75和11．91，将织物浸渍在不同pH值的溶液中，于7O℃和90℃下处理120min，然后充分水洗，自然晾干。

纯碱处理方法将织物浸渍在不同质量浓度的纯碱溶液中，于70℃和90℃下处理120min，然后充分水洗，自然晾干。

1．3染色方法

酸性染料酸性染料1％(owf)、平平加0，0．4g／L，用醋酸／醋酸钠缓冲液调节pH值至4，浴比1：100。30℃始染，以2℃(2／rain升温至85℃，保温80min。染色结束后充分水洗，自然晾干。

活性染料活性染料1％(omf)、硫酸钠5Og／L、纯碱4g／L、平平加0，0．4g／L，浴比1：100。30℃始染，以2℃／min升温至60℃，加入纯碱固色50min。

用lL的InvadineDA于90℃皂洗10min，染色结束后充分水洗，自然晾干。

1．4测试方法

(1)颜色特征值织物的、y、z三刺激值以及L、n、b值(Hunter表色体系)在UltraScanPRO测色仪(美国HunterLab公司)上测定，采用D光源和10。观察角。按式(1)计算亨特白度WI)和黄度(YI)：

WI：100-( (100一L)²+a ²+b ²]^0.5

YI=100×(1—0．847Z／Y) (1)

(2)失重率将处理前后的织物置于烘箱内，于60℃干燥120min，在电子天平上快速称重，按式(2)计算失重率(WL)。

失重率=(W0-W1)/W0×100％ (2)

式中：W0——处理前织物质量

W1一处理后织物质量

(3)紫外吸收光谱(uV)在ShimadzuUV一1800双光束紫外可见分光光度计(日本岛津公司)上测定。

(4)上染率和固着率采用残液比色法测定上染百分率，活性染料染色试样采用净洗液(Ig／LInvadineDA)皂煮。测定染液和皂洗液的吸光度后，按式(3)和式(4)分别计算上染率和固着率：

上染率=(A0-A1)/A0×100％ (3)

固着率=(A0-A1-A2)/A0×100％ (4)

式中：A。——染色前染液吸光度

A1——染色后染液吸光度

A2——皂洗液吸光度

2结果与讨论

2．1莫代尔／牛奶丝混纺针织物的酸碱稳定性

图1为织物在70℃和90℃下经不同pH值溶液处理后的白度、黄度和失重率的变化。为比较起见，织物仅用1g／L的InvadineDA溶液于7O℃洗涤60min(浴比1：50)，测得织物白度、黄度和失重率分别为88．26、20．58和0.39％。

将图1(a)中数据与对照样相比，在70℃和90℃处理时，当溶液的pH值超过9后，织物的白度即开始降低，黄度则开始增加；当溶液的pH值超过11以后，织物的白度大幅下降，黄度明显增加。在酸性条件下(pH值2．66—6．79)，即使在90℃处理，织物的白度和黄度也变化不大，与对照样相当。

由图l(b)可知，织物碱处理的失重率均高于酸处理，说明莫代尔／牛奶丝混纺织物对酸很稳定，对碱的稳定性较差，且高温下稳定性更差，失重率更高。

2．2莫代尔／牛奶丝混纺织物对纯碱的稳定性

2．2．1纯碱质量浓度和温度对织物白度和黄度的影响

采用不同质量浓度的纯碱在不同温度下，对织物进行处理，处理后织物的白度和黄度见图2。

由图2可知，随着纯碱质量浓度的增加和处理温度的升高，织物的白度降低，黄度则随之增加。纯碱质量浓度由0g／L增至1g／L时，织物的白度迅速降低；纯碱质量浓度超过1g／L后，织物明显泛黄，随着纯碱质量浓度的增加，织物白度逐步降低，黄度逐步增加。这说明莫代尔／牛奶丝混纺织物对纯碱的稳定性较差，较低的纯碱浓度即能引起织物白度大幅下降。经纯碱在9O℃下处理，织物白度下降和黄度增加的程度均较70℃处理的高。这说明采用纯碱处理莫代尔／牛奶丝混纺织物时，温度也会对织物的白度产生较大的影响。因此，在其精练、漂白等前处理工序中应严格控制酸碱度和加工温度。

2．2．2纯碱质量浓度和温度对织物失重率的影响

图3为莫代尔／牛奶丝混纺织物用不同质量浓度纯碱分别在70℃和90℃处理后的失重率。

从图3可知，处理试样的失重率随着纯碱质量浓度的增加和温度的升高而增加。在9O℃下处理，纯碱质量浓度为1g／L时，织物的失重率已达到4．27％，纯碱质量浓度由1g／L增至10g／L时，失重率由4．27％提高至5．28％。这表明莫代尔／牛奶丝混纺织物在很低的碱浓度下即有较高的失重，主要是由牛奶丝中酪素蛋白溶失所致。牛奶纤维通常由丙烯腈酪素接枝共聚物、丙烯腈均聚物和未接枝上的酪素这三部分组成'，其中大部分酪素存在于纤维的无定形区。

当纤维在低浓度的碱溶液中处理时，未与丙烯腈接枝的酪素，以及无定形区分子质量相对较小的酪素很容易被溶解，从而造成低碱浓度下较高的失重。

2．2．3处理液的紫外吸收光谱

图4为莫代尔／牛奶丝混纺织物经不同质量浓度纯碱[O、0．5、1．0、2．O、3．0、5．0、7．0、10．0(g／L)]及温度处理后处理液的紫外吸收光谱。

由图4(a)和图4(b)可知，处理液在280nm附近存在吸收峰。一般的蛋白质溶液在紫外吸收区280nm左右的吸收峰，是由蛋白质中带有芳香族侧基的氨基酸引起的。70℃和90℃下不同浓度的碱处理液在280nm附近呈现的吸收峰证实了处理液中存在溶失的酪素蛋白，也意味着酪素蛋白的溶失引起了织物在碱性条件下的失重。由图4(c)可知，处理液在280nm处的吸收强度随着纯碱用量的增加而逐渐增强，90℃下处理液的吸收强度均高于70℃下处理液的吸收强度。这意味着纯碱用量和处理温度越高，酪素蛋白的溶失程度越大。

2．2．4纯碱质量浓度和温度对纤维可染性的影响

将经以下不同质量浓度纯碱在70℃和90℃下处理120min，试样分别采用酸性染料和活性染料进行可染性试验，测试染色上染率和固色率，结果见图5。

由图5(a)可知，试样仅用0．5g／L纯碱处理，其酸性染料的可染性即明显降低，这与低碱浓度下牛奶丝中酪素蛋白的大量流失直接相关(参见图3和图4)。

因为酸性染料主要通过离子键与酪素蛋白中的质子化氨基结合，酪素蛋白的大量溶失必然会引起酸性染料上染率的大幅下降。图5(a)还显示，当纯碱质量浓度进一步增加时，弱酸性染料对处理试样的上染率略有下降。其中90℃下，用10g／L纯碱处理后试样的失重率达到5．28％，此时牛奶蛋白的含量降低已较多，两只酸性染料对该试样的上染率约为22％。

从图5(b)可知，织物经纯碱处理后，活性染料的可染性高于未经纯碱处理过的纤维。这主要是因为纯碱对纤维产生的溶胀作用，增加了莫代尔纤维分子中可及的羟基数，从而使活性染料在碱处理后纤维上的固着率提高。另外一个原因是碱处理后酪素蛋白的流失，使得混纺织物中再生纤维素纤维的比例略有增加，这也会导致活性染料固着率的提高。

3结论

(1)莫代尔／牛奶丝混纺织物对酸稳定，对碱的稳定性较差。经纯碱溶液处理后，会引起织物白度下降和失重。

(2)纯碱质量浓度和处理温度对织物的白度和失重有很大影响，即使在较低的纯碱浓度下也能引起织物白度大幅下降和较高失重。碱处理液的紫外光谱中280llm处呈现的蛋白质特征吸收峰表明，纤维在碱液中的失重是由酪素蛋白的溶失引起的。

(3)因碱处理降低了酪素蛋白含量，故降低了织物酸性染料的可染性。但是，活性染料在碱处理织物上表现出了较高的固着率。制订该类织物的染整工艺时，应兼顾这两种纤维的特性。