一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法技术

本发明专利技术涉及一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法，包括：将织物置于预处理液中进行预处理：浸渍或浸轧，焙烘，冷水洗，烘干，得到改性织物；将的改性织物置于染浴中，采用浸染染色工艺或浸‑轧‑汽蒸工艺进行染色，得到无盐染色的织物。本发明专利技术的方法简便环保，同时聚合物改性剂用量少、易回收，满足印染企业节能减排、绿色环保的要求；不添加任何无机盐以及匀染剂即可达到传统有盐染色的效果，且匀染性和染色牢度均满足要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纺织品前处理和染色领域，特别涉及一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法。
技术介绍
棉纤维是世界产量最大的纺织纤维，而活性染料因其分子结构简单、色泽鲜艳、色谱齐全、成本低廉、牢度优良等优势，已成为应用最广泛的棉用染料。由于活性染料为阴离子型染料，而棉纤维在染浴中呈负电性，染色过程中染料与纤维间存在静电斥力，因此传统染色工艺中需要加入大量无机盐促染，提高染料的上染率和固色率。染色结束后，这些无机盐残留在染色废水中难以降解，造成严重的环境污染。目前这些无机盐通过简单的物理化学及生化处理难以去除，治理此污水难度较高。要解决活性染料传统有盐染色工艺中存在的色盐污染问题,需要从提高棉纤维与活性染料之间的亲和力出发。目前，活性染料的无盐或低盐染色主要是通过以下几个方面进行：(1)开发低盐活性染料；(2)改进染色工艺；(3)开发无盐染色助剂；(4)棉纤维阳离子化改性。其中，大量研究发现对棉纤维进行阳离子化改性处理是一种比较直接有效解决活性染料染色问题的途径。棉纤维的阳离子化改性主要是通过化学结合或物理吸附的方式，使阳离子化合物(主要是含氮化合物)固着在纤维上，从而达到使棉纤维阳离子化的目的。纤维阳离子化后，对阴离子活性染料产生较强的静电引力，从而增强对染料的结合力。目前，实验室研究表明，通过对棉纤维进行阳离子化改性，活性染料可以进行低盐或无盐、低碱或中性染色和固色，达到高固色率或增深效果，并可沿用已商品化的活性染料。但现已报道的单体类阳离子改性剂用量大、毒性高、稳定性差，改性处理需在强碱环境下，纤维损伤较大，染色后色光变暗；聚合物类阳离子化改性剂性质稳定、环境友好，且由于分子量较大、与纤维直接性好，具有用量少，促染效果明显，耐洗牢度优良的优点。但部分改性剂分子量难以控制，处理后的纤维存在匀染、透染性较差，色光不可控等问题，至今未实现大面积推广应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法，该方法简便环保，同时聚合物改性剂用量少、易回收，满足印染企业节能减排、绿色环保的要求；不添加任何无机盐以及匀染剂即可达到传统有盐染色的效果，且匀染性和染色牢度均满足要求。本专利技术的一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法，包括：(1)将织物置于预处理液中进行预处理：浸渍或浸轧，焙烘，冷水洗，烘干，得到改性织物；其中，预处理液中阳离子聚合物的含量为0.05～20g/L，预处理液的pH为3～8，预处理的浴比为1:5～1:30；(2)将步骤(1)中的改性织物置于染浴中，采用浸染染色工艺或浸-轧-汽蒸工艺进行染色，得到无盐染色的织物。所述步骤(1)中织物为棉织物、苎麻织物等纤维素纤维织物。所述步骤(1)中浸渍的温度为25～65℃，浸渍的时间为5～60min。所述步骤(1)中浸轧的条件为：室温下二浸二轧，带液率65～100％，浸轧时间为2～10min。所述步骤(1)中焙烘温度为90～160℃，时间为2～20min。所述步骤(1)中阳离子聚合物的结构式为：其中，R1为CH3或CH2CH3；R2为CH3或n为聚合度，范围在40～1000之间；p为阳离子化度，范围在20～70％之间。所述阳离子聚合物的制备方法包括：将ATRP引发剂、单体、含氮配体、催化剂和还原剂混合于有机溶剂中，无氧条件下，20～100℃反应0.5～15h，然后使体系失活，去除残余物质和溶剂，沉淀，干燥，得到响应型聚合物；将聚合物溶于有机溶剂中，滴加季铵化试剂，20～100℃反应24～48h，去除杂质，干燥，即得。所述步骤(2)中染浴的pH为6～7，染料的量为2％(o.w.f.)。所述步骤(2)中浸染染色工艺的条件为：初染温度为0～60℃，碱剂用量为5～50g/L，浴比为1:10。所述步骤(2)中浸-轧-汽蒸工艺的条件为：浸渍时间为10～60min，浸渍温度为20～60℃，汽蒸温度为100～140℃，碱剂用量为5～50g/L，浴比为1:7.5～30。所述碱剂为Na3PO4、Na2CO3或NaHCO3。本专利技术基于ARGET-ATRP聚合技术，制备得到分子量可控、低分散性的环境响应型阳离子聚合物，通过调控分子量及降低其分子量分布，提高改性剂在棉纤维界面的吸附均匀性，利用聚合物对外界环境(pH/温度)变化的荷电性和响应性，控制染料在纤维素纤维界面的吸附速率以及向纤维内部的扩散行为，达到解决阳离子改性棉纤维染色不匀等问题。目前此类响应型聚合物未有用于棉纤维阳离子改性以及无盐染色的相关报道。本专利技术利用环境响应型阳离子聚合物的特点，并考虑到其与棉纤维的结合方式以及活性染料染色的工艺条件，在化学品、工艺条件等各个方面进行合理选择、精心试验，得到了适合于纯棉织物的环境响应型阳离子聚合物预处理改性工艺和无盐染色工艺。具体方案如下：一、预处理改性工艺的确定(1)预处理改性方式的选择与棉纤维化学改性相比，棉纤维进行物理改性相关研究较少，其主要原因是通过物理作用与棉纤维结合的分子在染浴中易解吸，而解吸下来的分子与活性染料相结合,无法起到促染的作用，但研究表明物理改性具有一定可行性，而实现可行性其中重要的一点就是预处理工艺的选择，预处理工艺会影响到试剂在棉纤维上的稳定性，从而影响到染色效果。棉纤维阳离子化预处理工艺主要有浸渍、浸轧-冷堆和浸轧-高温处理。对于反应型单体类试剂，因其与棉纤维之间亲和力小，采用浸渍工艺试剂浪费严重，通常使用浸轧冷堆和浸轧-高温处理工艺，冷堆和高温处理主要是促使试剂渗透并与棉纤维反应。而对于吸附型聚合物类试剂，因其水溶液粘度不同，所以一般采用浸渍、浸轧-焙烘工艺对棉纤维进行阳离子化处理，本专利技术针对不同分子量的环境响应型聚合物，为避免其在棉纤维上附着不易均匀，分别采用浸渍、浸轧-焙烘等前处理工艺用阳离子聚合物处理棉纤维使其阳离子化改性，然后通过焙烘工艺使其渗透固着，尽量避免试剂解吸，减少对染色效果的影响。(2)阳离子聚合物的浓度对于浸渍或浸轧-焙烘前处理工艺，阳离子助剂的浓度影响棉纤维上助剂的附着量。在纤维上的助剂吸附量不同，处理后纤维所带正电荷数量也不尽不同，造成不同的染色结果。浓度过低时，纤维上改性剂吸附量较低，无盐染色效果不佳；当浓度过高时，部分通过外力附着在纤维表面的阳离子淀粉在染浴中不稳定，易从纤维上脱落，与染料结合，反而阻碍染料上染。兼顾两方面效果，确定本专利技术阳离子聚合物的浓度值为0.05g/L～20g/L，优选0.5g/L～15g/L，更优选1g/L～10g/L。(3)预处理液的pH值环境响应型聚合物在不同pH下的水溶液性质不尽相同，尤其是荷电性质。同时棉纤维在不同pH值条件表面带电量不同，这可能会影响到改性剂的吸附量和吸附均匀程度。前(预)处理液pH值低，有利于环境响应型聚合物的胺基质子化，增大其溶解性能和荷正电量。前处理液pH值升高，纤维负电性增强，所以利于带正电环境响应型聚合物的附着。本专利技术预处理液的pH值优选为3～8，更优选4～7。(4)前处理液的浴比本专利技术采用的浴比范围为1:5～1:30。当浴比小于1:5时，容易出现前处理不匀；而当浴比大于1:30时，不利于节水，增加一定的成本。在本专利技术的浴比范围内，既能保证前处理质量，又能环保节约用水。本专利技术浴比优选为1:10～20，更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法，包括：(1)将织物置于预处理液中进行预处理：浸渍或浸轧，焙烘，冷水洗，烘干，得到改性织物；其中，预处理液中阳离子聚合物的含量为0.05～20g/L，预处理液的pH为3～8，预处理的浴比为1:5～1:30；(2)将步骤(1)中的改性织物置于染浴中，采用浸染染色工艺或浸‑轧‑汽蒸工艺进行染色，得到无盐染色的织物。

【技术特征摘要】
1.一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法，包括：(1)将织物置于预处理液中进行预处理：浸渍或浸轧，焙烘，冷水洗，烘干，得到改性织物；其中，预处理液中阳离子聚合物的含量为0.05～20g/L，预处理液的pH为3～8，预处理的浴比为1:5～1:30；(2)将步骤(1)中的改性织物置于染浴中，采用浸染染色工艺或浸-轧-汽蒸工艺进行染色，得到无盐染色的织物。2.根据权利要求1所述的一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法，其特征在于，所述步骤(1)中织物为棉织物、苎麻织物等纤维素纤维织物。3.根据权利要求1所述的一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法，其特征在于，所述步骤(1)中浸渍的温度为25～65℃，浸渍的时间为5～60min。4.根据权利要求1所述的一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法，其特征在于，所述步骤(1)中浸轧的条件为：室温下二浸二轧，带液率65～100％，浸轧时间为2～10min。5.根据权利要求1所述的一种阳离子聚合物改性的织物的无盐染色方法，其特征在于，所述步骤(1)中焙烘温度为90～160℃，时间为2～20min。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡再生，王俊，王翠翠，阚逸青，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31