姚芳1唐人成1,2(1.苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏卅215021；2.现代丝绸国家工程实验室，江苏苏卅215123)
前言
合成单宁一般为含磺酸基、芳香环、羟基的阴离子型缩合物，印染行业主要用作固色剂、纤维素纤维／锦纶混纺交织物和羊毛／锦纶混纺物的防染剂。据报道，合成单宁用作防染剂时，在酸性染料和活性染料染色过程中，预处理时吸附于锦纶纤维上的合成单宁会发生解吸。一旦合成单宁解吸则会影响防染效率。此外，经合成单宁固色后的锦纶染色物一旦发现染色质量问题，则更要将合成单宁从织物上大量剥除下来，然后再重新染色或修色。因此，从合成单宁的应用情况来看，有必要对合成单宁的解吸情况进行深入研究。本试验采用合成单宁预处理过的锦纶，研究了其在酸性、中性、碱性条件下的解吸情况以及各种助剂和热定型对合成单宁解吸产生的影响，亦分析了合成单宁处理温度对其解吸的影响。
1实验部分
1.1材料
织物：210T消光尼丝纺购自吴江市致远纺织品有限公司。
化学品：合成单宁Mesitol NBS由苏州莱德纺化有限公司提供，其主要化学组成是芳香磺酸、羟基芳香砜与甲醛的缩合物。烷基胺聚氧乙烯醚(AC-1815)、平平加O市售；十二烷基磺酸钠(SDS)为化学纯试剂；十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、柠檬酸、磷酸氢二钠、醋酸、醋酸钠、纯碱为分析纯试剂。
1.2合成单宁吸附试验
锦纶在合成单宁溶液中(1%owf~8%owf)分别于60℃和80℃、pH5条件下处理40min，随后水洗、晾干。
1.3合成单宁解吸试验
合成单宁预处理温度、解吸浴pH值和温度对解吸影响试验：锦纶织物分别在2.42%owf(60℃)和1.25%owf(80℃)撇单宁溶液中于pH5条件下处理40min，随后水洗、晾干。在这两种条件下，锦纶上合成单宁吸附量基本相同。预处理过的锦纶在不加染料的情况下，模拟合成单宁在各种实际应用时的情况分别置于酸性(醋酸／醋酸钠调节pH至5)、中性(柠檬酸／磷酸氢二钠调节pH至7)、碱性浴(纯碱10g／L)中处理不同时间。
助剂对合成单宁解吸影响试验：锦纶织物在2.42%owf的合成单宁溶液中于60℃、pH5条件下处理40min，水洗、晾干后置于含有不同助剂(1g／L)的溶液中处理不同时间。
热定型温度对合成单宁解吸影响试验：与助剂对解吸影响试验中同样预处理后的锦纶织物于不同温度下热定型，随后置于碱浴(5g／L)中处理不同时间。
1.4测试方法
吸附试验完成后测定残液在最大吸收波长下的吸光度，根据标准工作曲线确定残液中合成单宁的浓度(Cs)，根据吸附前后合成单宁的浓度差以及纤维的绝干重，计算合成单宁在纤维上的吸附量(Cf)。
根据解吸前锦纶织物上合成单宁的吸附量以及解吸不同时间后，解吸浴中合成单宁的浓度计算吸附于锦纶织物上合成单宁的解吸率，如公式1所示：
式中，C0和C1分别表示解吸前后纤维上合成单宁的吸附量。
2结果与讨论
2.1合成单宁的吸附性能
图1描述了不同温度下合成单宁用量与锦纶纤维上合成单宁吸附量之间的关系，由图可知，在试验所用的两个温度下，合成单宁用量的增加，使其在锦纶纤维上的吸附量随之直线上升，且同一用量下，随着处理温度的升高，合成单宁在纤维上的吸附量亦明显增加。高温处理，不仅有利于合成单宁分子动能和溶液中合成单宁解聚程度的增加，也大大增加了锦纶纤维的膨化程度，故而高温处理有利于合成单宁在锦纶纤维上的吸附。为使解吸试验有更好的可比性，应保证解吸前纤维上合成单宁的吸附量基本相同。根据图1中关系可知，60℃和80℃条件下分别采用2.42%owf和1.25%owf的合成单宁进行预处理可使锦纶上合成单宁的吸附量都基本达到10mg／g。
图1合成单宁在锦纶上的吸附量(合成单宁1%～8%owf、pH 5、40min、浴比1：40)
2.2合成单宁的解吸性能
2.2.1合成单宁预处理温度的影响
吸附于锦纶纤维上的合成单宁在酸性、中性和碱性条件下的解吸速率曲线如图2所示，其中图2(a)和(b)分别为70℃和90℃时的解吸速率曲线。从图2可明显看出，不论在何种解吸条件下，预处理温度较低时，其合成单宁的解吸率高于预处理温度较高时的解吸率，尤其是在碱性解吸浴中，两者差距更为显著。高温预处理，合成单宁能更好的扩散进入纤维，而不是大量吸附于纤维表面，从而使合成单宁的解吸变得更为困难。意味着用合成单宁对羊毛／锦纶、纤维素纤维／锦纶等含锦纶混纺交织物进行高温预处理能提高其防染作用。当然，若合成单宁作为固色剂使用时，其固色温度越高，产生次品要剥除时也就越困难，此时需更高的碱浓度和解吸处理温度。
2.2.2解吸浴pH值和温度的影响
由图2可知，不管预处理温度如何，合成单宁在90℃下的解吸率均高于在70℃下的解吸率，而且合成单宁在酸性条件下的解吸率最低，随后是中性条件，在这两种解吸浴中，即使是在90℃条件下解吸，其解吸率也不超过30%，因此当合成单宁应用于羊毛／锦纶、蚕丝／锦纶等含锦纶的混纺交织物染色时，吸附于锦纶组分上的合成单宁仅有部分发生解吸，大量的合成单宁依IEt吸附于纤维上，能有效降低酸性或中性染料在锦纶组分上的上染量。
(a)70℃(b)90℃
图2锦纶上的合成单宁在酸性、中性和碱性条件下的解吸速率曲线
(合成单宁预处理温度：(○△口)60℃,(●▲-)80℃;解吸浴：(口-)酸性,(△▲)中性,(○●)碱性)
当合成单宁预处理过的锦纶置于碱性浴中时，其解吸率显著增加，大部分解吸都发生在20～30min之内，且解吸温度越高，合成单宁解吸率随之增大。因此，当合成单宁固色过的锦纶需要剥色重染时，可预先在碱性条件下高温处理一定时间以剥除合成单宁。而当合成单宁用作纤维素纤维／锦纶混纺交织物染色的防染剂时，在活性染料加碱固色前，合成单宁能较好的阻止活性染料对锦纶组分的沾染，而加碱后，由于合成单宁的解吸作用，其防染作用会明显降低。
2.2.3解吸浴中助剂的影响
不同类型助剂对合成单宁解吸的影响如图3所示。由图可知，阴离子、非离子型和弱阳离子型助剂对合成单宁的解吸有促进作用，而阳离子型助剂的存在则略微降低了合成单宁的解吸程度。
十六烷基三甲基溴化铵为阳离子表面活性剂，可与锦纶纤维上带有负电荷的合成单宁形成微水溶性大分子复合物，故会使得纤维上的合成单宁彳i易解吸，从而出现了解吸率有所降低的现象。添加阴离子型助剂十二烷基磺酸钠(SDS)可提高合成单宁的解吸率，其原因有待以后进一步探讨。脂肪胺聚氧乙烯醚类助剂(AC-1815)和非离子脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加0)，能与解吸下来的合成单宁间通过一定作用力形成复合物，从而可促进合成单宁的进一步解吸，故而能增加其解吸程度。
图3助剂对锦纶上合成单宁解吸的影响
(助剂lg／L、90℃、浴比1：40)
2.2.4锦纶热定型温度的影响
由前面的研究可知，合成单宁在碱性条件下会发生显著的解吸作用，即可将同色过的锦纶置于高温碱性浴中进行剥固色。此外，考虑到实际生产中，为使锦纶织物具有更好的尺寸稳定性，一般都需热定型，而热定型亦会对合成单宁的解吸产生一定的影响，两者关系如图4所示。热定型温度越高，合成单宁解吸率越低，解吸速度越快。
虽然合成单宁分子质量不大,然而由于其有分枝结构,故而分子尺寸比普通染料大,这使得合成学.宁在结构紧密的锦纶纤维吸附过程中不容易扩散进入纤维内部,或者说只能将纤维“环染”,大量吸附于纤维内表层的合成单宁在碱性浴中极易发生解吸,未热定型的锦纶织物在5g／L的纯碱溶液中,合成单宁的解吸率基本达到90%。在热定型过程中,合成单宁从浓度高的纤维内表层进一步向纤维内部扩散,且温度越高,越有利于合成单宁向纤维内部的扩散。在相同碱性条件下合成单宁不易发生解吸作用,因而解吸率就会随着热定型温度的升高而降低。当然，热定型引起锦纶大分子链段的重排、微细结构的变化也可能使得合成单宁的解吸率降低。
时间／(min)
图4热定型温度对锦纶上合成单宁解吸的影响
(纯碱5g／L、90℃、浴比1：40)
4结论
(1)吸附于锦纶上的合成单宁在酸性、中性条件下解吸率较低，因此当其应用于羊毛／锦纶、蚕丝／锦纶混纺交织物染色中，对酸性和中性染料都有较好的防染作用，且预处理温度越高防染效果越好。
(2)碱性条件下，合成单宁解吸率显著增加，这意味着可在碱性条件下高温对固色过的染色次品进行剥固色，纤维素纤维／锦纶混纺交织物二浴法染色中，合成单宁在加碱前能较好的阻止活性染料对锦纶的沾污。
(3)阴离子、非离子以及弱阳离子型助剂对合成单宁的解吸有促进作用；而阳离子型助剂略有抑制作用。
(4)锦纶织物的热定型温度可影响合成单宁的解吸率：温度越高，解吸率越低。
