杭彩云

（江阴职业技术学院 环境与材料工程系，江苏 江阴 214405）

丝光渗透剂的性能不仅直接影响丝光的效果[1-2]，还会影响丝光后染色均匀性和染料利用率。尤其对于干纱丝光[3]，由于在间歇式绞纱丝光过程中，单根纱线排列紧密并具有一定的厚度，所以在绞纱接触液碱的起始阶段，渗透剂起着关键的作用。如果丝光渗透性能不好，将会出现表层纱线接触液碱的时间长，内部纱线接触液碱的时间短，呈现出表层与中间纱线丝光效果的不一致；绞纱的厚度越厚，丝光的差异越大。因此在选择干纱丝光渗透剂时，要求渗透时间尽可能短。此外，渗透剂的耐碱性能表现以及放置时间表现，还有渗透剂对丝光效果和染色性能的影响等都是筛选渗透剂需要研究的性能指标。

1 试验

1.1 材料及仪器

纱线：65s/2 烧毛纱（山东三阳纺织股份有限公司）。

药品：32 波美度液碱（无锡敦合商贸有限公司），渗透剂LT、4028A、4032[科凯精细化工（上海）有限公司]，渗透剂CT（佛山晨辉化工有限公司），NATRON Ic new [卜赛特（宁波）化工有限公司]。

仪器：Datacolor 650（美国Datacolor 公司），FA2004电子天平（上海圣科仪器设备有限公司），YG020B 型电子单纱强力机（常州第二纺织机械有限公司），YG086缕纱测长机（南通三思机电科技有限公司），AS-24 常温小样染色机（佛山市亚诺精密机械制造有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 渗透时间的测定

常温下配置含0、2、4、6、8、10g/L 渗透剂的28 波美度液碱溶液，将烧毛棉纱线绕成相同的形状，投入液碱溶液中，采用秒表记录烧毛棉纱线从接触液碱溶液表面到完全润湿的时间[4]，每组进行3 次试验，然后取平均值。

1.2.2 耐碱性的测定

将含有渗透剂的烧碱溶液静置24h 后观察溶液表面的漂油情况、可见度[5]并按1.2.1 方法测定渗透时间。

1.2.3 丝光钡值的测定

将丝光前后棉线，剪成小于5mm 的碎片，放进温度为100～105℃的烘箱内，烘4h 后迅速取出，放入干燥容器中平衡至室温后准确称取2.000g，放入150ml带塞的锥形瓶中，加入30mL 的0.25mol/L 氢氧化钡溶液，浸泡2h，并不断摇动。另外准备一份做空白试验用。从锥形瓶中吸取10mL 浸渍液放入50mL 锥形瓶中，加数滴酚酞指示剂，用0.1mol/L 的盐酸标准溶液滴定，平行做2 次，按下式计算钡值[6]。

钡值=（V0-V1）/（V0-V2）

式中：V0—空白试验消耗盐酸标准溶液体积（mL）；

V1—丝光试样浸渍液消耗盐酸标准溶液体积（mL）；

V2—未丝光试样浸渍液消耗盐酸标准溶液体积（mL）。

1.2.4 染色

1.2.4.1 染色工艺处方（以深藏青为例）

活性染料HE4R 黄/%（omf） 0.110

活性染料HE3B 红/%（omf） 0.172

活性染料HERD 蓝/%（omf） 0.128

棉用匀染剂DY/（g·L-1） 1.0

元明粉/（g·L-1） 30

纯碱/（g·L-1） 15

浴比 1∶15

1.2.4.2 染色工艺曲线

染色工艺曲线如图1 所示。

图1 染色工艺曲线

1.2.5 K/S 值、力份、色差测定

在Datacolor 测试配色仪上，分别以LT（4g/L）、CT6为标准样，以CT4、CT6 为批次样进行测色，每个试样测5 次，记录R%、力份、色差。

1.2.6 纱线强力测试

取5 个纱筒，每个纱筒在单纱强力机上测3 次，记录断裂强力、断裂伸长率，然后取平均值。

2 结果及讨论

2.1 渗透剂浓度对渗透时间的影响

不同浓度渗透剂烧碱溶液的渗透时间见图2 和表1。从图2 和表1 可以看出，烧毛棉纱线在未加渗透剂的烧碱溶液中的渗透性能很差，15min 后仍不能完全被润湿，而加入渗透剂以后渗透性能明显增强，并且随着渗透剂浓度的提高，渗透时间更短，渗透性能更佳。在筛选的渗透剂中，LT 的渗透性能最好，在4g/L时平均渗透时间只有1.63s；其次是CT，在用量为4g/L时平均渗透时间能达到3.35s，6g/L 时能达到2.27s；而NATRON Ic new 的渗透性能最差，用量达到10g/L 时渗透时间仍大于5s，不能满足生产的需要。

图2 渗透剂浓度对渗透时间的影响

表1 渗透剂浓度对渗透时间的影响

2.2 渗透剂放置时间对渗透效果的影响

将含有4g/L 渗透剂的液碱溶液静置24h 后，观测液碱溶液表面现象和渗透效果，见表2。

表2 各渗透剂漂油等性能的测试结果

从表2 中可知，除渗透剂4032 和NATRON IC new 的漂油较少外，其他三种渗透剂都出现了较严重的漂油现象。但是可见度和起泡性指标中，5 种渗透剂的表现基本相同。4g/L 渗透剂在液碱中放置24h 后的渗透时间比刚配置时的渗透时间要长，说明渗透剂的耐碱性受到一定的影响。对比5 种渗透剂放置24h 后的渗透效果，LT 的渗透时间仍然能控制在3s 之内，能满足生产要求。

2.3 渗透剂对丝光钡值的影响

按1.2.3 试验方法对LT 和CT 两种不同浓度的渗透剂丝光后，测试纱线的丝光钡值，结果见图3。

图3 不同渗透剂的丝光钡值

从图3 可知，LT 系列的渗透剂丝光效果较好，丝光钡值可以达到130 左右，且随着浓度的增加，有上升的趋势；而CT 系列渗透剂丝光后的钡值比较差，只有105 左右。丝光钡值主要是用来衡量纤维素纤维经过NaOH 处理之后吸附能力的大小，钡值越高说明吸附能力越强，即纤维素纤维的无定型区占比越高。渗透剂的渗透效果不仅体现在棉纱线在液碱中的渗透时间，同时还表现为棉纱线在液碱中的收缩情况。浓度相同条件下，棉纱线在渗透剂LT 碱液中的收缩率比在渗透剂CT 碱中的收缩率大，纤维内部的无定型区含量高，对氢氧化钡的吸附能力强，对应的钡值高。

2.4 渗透剂对丝光纱线强力的影响

按1.2.6 方法对丝光后的棉纱线进行单纱强力测试，测试结果见表3。

表3 纱线丝光前后的性能指标比较

从表3 中强力数据对比可以看出，棉纱线经过丝光后断裂强力和断裂强度都有所增大，这主要是由于丝光后无定形区域的分子被拉得平直，同时纤维的扭曲减少，与纤维轴平行，取向度增加引起的；渗透剂LT系列和CT 系列的强力相近，都比烧毛纱提升10%左右，但断裂伸长率都有所下降，纱线的韧性下降。

2.5 渗透剂对染色性能的影响

不同渗透剂丝光后棉纱线分别按1.2.4 方法进行染色，染色试样在Datacolor 测色配色仪上测试R%、K/S值、色差和力份，结果见表4。

表4 丝光后染色性能比较

从表4 可知，以渗透剂LT 丝光染色的色纱为标样，渗透剂CT 丝光染色的色纱作为批次样，渗透剂CT 丝光染色后的色纱K/S 值比LT 标样的K/S 值小，力份也不足，色差为4～5 级，说明丝光渗透剂对染色也产生了影响，这与丝光钡值的比较结果一致。经过渗透剂LT 丝光的棉纱线钡值高，对染料的吸附性能好，染料上染率和固色率高，所以染色纱线的K/S 值大。

3 结语

在实验所选用的5 种丝光渗透剂中，CT 系列的渗透剂渗透性能略低于LT 系列渗透剂的渗透性能，但均优于其他种类的渗透剂；放置一定时间后，两者都出现了漂油现象，影响了渗透时间，但是还能满足生产对渗透时间的要求。LT 和CT 两种渗透剂浓度增加对丝光钡值、纱线强力以及染色性能的影响不明显，因此从生产成本考虑，优选浓度为4g/L。渗透剂LT 的染色性能优于渗透剂CT，这与丝光渗透时间和丝光钡值测试结果一致。