植物靛蓝染料染色及固色工艺研究

摘要

近年来，合成染料由于其价格低廉、色谱全和牢度高等优点，得到了广泛的使用。但是一部分合成染料在合成和使用的过程中，不仅对身体有害，而且会严重地污染环境。天然染料的研究对解决这一系列问题具有重要的意义。本课题使用的天然染料植物靛蓝，不仅可以上染织物，还具有良好的艺术价值和药用价值。但长期以来，植物靛蓝染料染色工艺不成熟，尤其是牢度不高的问题，严重影响了其产业化。
　　 本课题主要研究植物靛蓝的还原工艺、染色工艺及固色工艺。植物靛蓝是一种还原染料，需要先还原成隐色体、隐色体上染织物、然后再氧化使色固着在织物上，其中最关键的是染料的还原和隐色体的上染。所以本课题将染色分为两个阶段分别讨论。以植物靛蓝染料染棉织物的K/S值作为评价标准，对影响还原程度的工艺参数--氢氧化钠浓度、保险粉浓度、还原温度、还原时间进行探索，得到优化的还原工艺参数；随后对影响染色的工艺参数--染色温度、染色时间、氯化钠浓度三个因素进行探索。使用优化好的还原、染色工艺对棉织物进行染色，并对其耐皂洗色牢度、耐摩擦色牢度进行测定，对于不合格的牢度，使用固色剂进行固色处理。
　　 研究结论如下：
　　 (1)还原溶解工艺探索结果。单因子实验表明：K/S值随着氢氧化钠浓度的增加有所增大，但达到4g/L时，K/S值会有较大的降低；K/S值随着保险粉浓度增加逐渐增大，当浓度达到20g/L时，K/S值变化不大；K/S值随着还原温度的升高而逐渐增加，当还原温度达到80℃时，K/S值趋于稳定。K/S值随着还原时间的延长而逐渐增加，但当还原时间达到15min时，K/S值趋于稳定。在单因子实验基础上进行正交实验，结果表明：只有还原时间对K/S值的影响显著，所以认为各个因子之间存在交互作用。通过有交互作用的正交实验结果得出：交互作用对K/S值都有影响，影响程度均大于保险粉浓度和时间两者。考虑交互作用后，通过实验分析得到最佳还原工艺确定为氢氧化钠浓度6g/L，保险粉浓度20 g/L，还原温度65℃，还原时间10min。
　　 (2)植物靛蓝染料上染棉织物采用隐色体染色法，使用氯化钠作为促染剂，以织物的K/S值作为评价，对染色温度、染色时间、氯化钠浓度进行单因子实验。结果表明：K/S值随着染色温度的升高有所增大，但达到40℃时，K/S值会有较大的降低；K/S值随着染色时间的延长逐渐增大，当达到35min时，K/S值趋于稳定；K/S值随着氯化钠浓度的增加逐渐增大，当达到40g/L时，K/S值趋于稳定。在单因子实验基础上，通过对正交实验结果进行直观分析后，得到最优方案为：染色温度30℃，染色时间30min，氯化钠浓度50g/L。对其进行方差分析后得出，染色温度和氯化钠浓度对K/S值都有较显著影响，染色时间对K/S值影响不显著。
　　 (3)使用上两章得出的最佳还原工艺和染色工艺进行染色，测定耐皂洗色牢度较好，褪色及多纤维布的沾色牢度等级达到4级或4级以上，干摩擦牢度达到3-4级，湿摩擦牢度达到3级。使用固色剂DC进行固色处理，干摩擦牢度、湿摩擦牢度等级别提高了1个等级，为4-5级和4级。