藕丝纤维的活性染料染色
李志刚1，蒋少军1，戴鸽2
（1.浙江工业职业技术学院，浙江 绍兴 312000；2.宁波申洲针织有限公司，浙江 宁波 315000）
0 前言
随着人们对纺织面料舒适性和环保性要求的提高，新型天然纤维素纤维的研究和应用成为近年来国内外的研究热点[1]。
藕是一种水生植物[2]，在亚洲大部分国家与地区的春、秋和冬季都能收获。藕类似于马铃薯，其茎、籽、叶、花和根都具有可烹蚀性和可食用性，且热量低，富含维生素、矿物质和日常饮食所需要的纤维素13]。藕丝是藕的带状螺旋式管胞的次生壁抽长而形成的早不但具有良好的吸湿、排汗、防臭、透气和抗霉杀菌功能，适合开发功能性针织品如内衣、运动服、保健袜等国，而且含有多种对人体健康有益的微量元素性由藕丝纤维与棉纤维混纺制成的织物具有布面粗扩、朴素、自然的风格，与我国独特的手工织物风格相似，是制作衬衫、T恤的理想面料。有关藕丝纤维的染色工艺未见有详细报道。本试验重点研究藕丝纤维用活性染料染色的可行性，并优化其工艺参数，为藕丝纤维在纺织品中的应用与推广提供借鉴.
1 试验部分
1.1 材料、试剂和仪器
材料 藕(购自绍兴某菜市场)
试剂 活性染料藏青SGE(浙江闰土)，HK-1036多功能练染剂(宁波华科纺织助剂有限公司)，双氧水(分析纯)
仪器 AD-12型振荡式常温试样机(佛山精柯纺织印染设备有限公司)，PC-3015型电子秤(江苏昆山展昕自动化设备有限公司)，721型分光光度计(上海沪粤明科学仪器有限公司)，YGO21HL型化纤长丝电子强力机(温州际高检测仪器有限公司)
1.2 藕丝准备
1.2.1 藕丝的采集
用清水将藕清洗干净后晾干，在实验室内采用刀具与镊子，把纤维从藕中慢速稳定地拉出，并绕在光滑的圆柱形器皿表面，在室温20-25℃条件下自然干燥备用。
1.2.2 藕丝纤维的前处理
配制前处理液，依次加入HK-1036多功能练染剂3g/L，双氧水10g/L，再投入藕丝纤维，升温至90℃，保温30mi出温水清洗，再冷水冲洗，自然晾干，染色备用。
1.3 染色工艺
处方及工艺条件
活性染料/%（omf) 3
元明粉（/g·L-1） 10-80
纯碱(/g·L-l) 5-40
浴比 1:50
温度/℃ 60-95
时间/min 30-90
1.4 测试方法
1.4.1 上染百分率
采用分光光度计测定并确定染液最大吸收波长，再分别测定藕丝纤维在染色前后染液的吸光度，计算染料的上染率。
1.4.2 纤维断裂强力与伸长率
参照GB/T 1798-2008《生丝试验方法标准》，采用化纤长丝电子强力机对藕丝纤维染后的机械性能进行测定。
2 结果与讨论
2.1 元明粉用量的影响
参照1.3节工艺处方和工艺条件，设定染料质量分数为3%(omf)，染色温度为80℃，染色时间为60min，纯碱20g几，当元明粉质量浓度分别10、20、 30、40、50、60、70和80g/L时，测定藕丝纤维的上染百分率和机械性能，结果见表l。
由表1可知，随着元明粉用量的增加，上染百分率明显提高，说明元明粉在藕丝活性染料染色中起到促染作用。当元明粉质量浓度为40g几时，活性染料的上染百分率达到最大值56%左右；再增加元明粉用量，上染率不再有明显变化。此外，元明粉用量的增加，对断裂强力与断裂伸长率影响较小，藕丝纤维的断裂强力在1.76cN/dtex以上，断裂伸长率在5.90%左右。因此，后续试验选择元明粉质量浓度为40g/L.
2.2 纯碱用量的影响
参照1.3节工艺处方和工艺条件，设定染料质量分数为3%(omf)，染色温度为80℃，染色时间为60min，元明粉质量浓度为40g/L，当纯碱质量浓度分别5、10、15、20、25、30、35和40g/L时，测定藕丝纤维上活性染料的上染百分率和机械性能，结果见表2。
由表2可知，随着纯碱用量的增 加，上染百分率有明显增加，说明纯碱对藕丝活性染料染色具有固色作用。当纯碱质量浓度达到15g/L时，上染百分率达到最大值56%；再增加纯碱用量，上染率基本无变化。此外，纯碱质量浓度超过20g/L后，其对纤维的断裂强力与断裂伸长率影响较大，可能是碱性条件下，藕丝纤维部分脂肪酸及其他杂质水解，引起纤维纤度变细。因此，试验选择纯碱质量浓度为15g/L.
2.3 染色温度的影响
参照1.3节工艺处方和工艺条件，设定染料质量分数3%(omf)，染色时间为60min，元明粉质童浓度40g/L，纯碱质量浓度15g/L，当染色温度分别为60、 65、70、75、80、85、90和95℃时，测定藕丝纤维的上染百分率和机械性能的影响，结果见表3。
由表3可知，随着染色温度的升高，上染百分率明显增加，当染色温度达到90℃时，上染百分率达到56%，再升高染色温度，上染百分率变化不明显。此外，染色温度低于80℃，温度变化对断裂强力与断裂伸长率的影响较小；当染色温度超过80℃后，机械性能有下降趋势；当染色温度达到90℃以后，断裂强力与断裂伸长率明显下降°这可能是染液温度高会加速藕丝纤维部分脂肪酸及其他杂质的水解，导致藕丝纤维内在损伤。当染色温度达到90℃时，纤维的断裂强力在1.70cN/dtex左右，断裂伸长率在5.50%左右，能确保后续纺纱的要求。因此，建议染色温度控制在90℃为宜。
2.4 染色时间的影响
参照1.3节工艺处方和工艺条件，设定染料质量分数3%(omf)，染色温度为90℃，元明粉质量浓度40g/L，纯碱质量浓度15g/L，当染色时间分别为30、 40、50、60、70、80和90min时，测定藕丝纤维的上染百分率和机械性能的变化，结果见表4。
由表4可知，随着染色时间的延长，上染百分率有明显增加，当染色时间延长至60min时，上染百分率达到57%左右，之后再延长染色时间，上染百分率基本无变化。此外，染色时间低于80min，染色时间延长对断裂强力与断裂伸长率影响较小，当染色时间超过80min后，机械性能指标呈下降趋势。因此，从上染率、机械性能和生产成本考虑，建议染色时间控制在60min为宜。
3 结论
(1)藕丝纤维可以采用活性染料进行染色，当染料质量分数3%(omf)，染色温度为90℃，元明粉质量浓度40g/L，纯碱质量浓度15g/L，染色保温时间60min时，上染率达到57%左右，断裂强力为1.7cN/dtex，断裂伸长率达到5.5%，基本符合生产要求。
(2)从试验效果看，藕丝纤维活性染色的上染率还略偏低，可能与藕丝纤维前处理效果有关，需要对前处理工艺加以改进。
参考文献：
[1]董立琴，骆倩，蒋洁.几种新型天然纤维素纤维研究进展[J].纺织科技进展，2017 (2)：6-11.
[2]张延辉，几种新型植物纤维在纺织领域的应用[J].上海毛麻科技，2012 (3)：27-30.
[3]赵菊梅，高小亮.藕丝纤维的性能研究与纺纱工艺探讨[J].山东纺织经济，2010，11(165):
[4]曾宪锋，谈藕丝[J].生物学通报，1992(10): 44.
[5]席宁，藕丝纤维诠释天然与时尚[J].纺织科学研究， 2015 (4)：33.
[6]韩学政，棉/藕丝混纺纱的开发[J].上海纺织科技， 2005 (11)：37-38.
