固色　兩浸兩軋硅溶膠(帶液率60%～70%)→烘干(105℃×3min)→焙烘(180℃×2min)

    皂洗　按照GB/T3921.1—1997進(jìn)行。

    測(cè)色　DatacolourSF600測(cè)色配色系統(tǒng)(Datacolor公司),D65照明體,10°視角。

    原子力顯微鏡(AFM)　NanoscopeⅣ(DigitalIn2struments公司)

    2　結(jié)果與討論

    2.1　硅凝膠對(duì)直接染料色牢度的影響

    溶膠2凝膠處理前后色牢度的變化見(jiàn)表1,原樣及固色樣皂洗后的顏色參數(shù)見(jiàn)表2。

    從表1知,硅膠2凝膠處理對(duì)所有染料在3%染色深度時(shí)均有一定的固色效果。其中沾色牢度提高2.5級(jí)的有3只黑色染料,提高1～1.5級(jí)的有8只染料,提高0.5級(jí)的有8只染料,沾色牢度沒(méi)有提高的有4只,占17.39%。即82.61%的染料經(jīng)溶膠2凝膠固色處理后,沾色牢度得到提高。就變色牢度而言,提高2級(jí)的共有6只染料,其中3只非偶氮染料,2只酞菁結(jié)構(gòu),1只噁嗪染料;提高1～1.5級(jí)以上的有6只染料;提高0.5級(jí)的有6只染料;變色牢度沒(méi)有提高的有5只。然而,這幾只染料未處理樣的變色牢度很好,已在4級(jí)以上,其中黑B400、玫紅FR、大紅4BS的變色牢度略有下降。沾色牢度沒(méi)有提高的紅玉RL、黃PG的變色牢度提高了0.5級(jí);而變色牢度沒(méi)有提高的4只染料,除大紅4BS外,沾色牢度都有提高。

    表1的23種染料中,棕GTL、灰3BL、玫紅FR、黃PG、大紅F2G、藍(lán)BWL、藍(lán)4BL結(jié)構(gòu)式?jīng)]有公布。分析已知分子結(jié)構(gòu)的染料固色效果發(fā)現(xiàn),沾色牢度可提高2.5級(jí)的直接黑G、GF分子中,含總數(shù)達(dá)6個(gè)的-NH2和-OH;沾色牢度提高1～1.5級(jí)的黑GX和藍(lán)BRR也含有一定量的-NH2和-OH;而紅BWS、混紡藍(lán)D23GL、混紡紅玉D2BLL為直接銅鹽染料。沾色牢度提高0.5級(jí)的染料中,有4只染料是雜環(huán)類染料,翠藍(lán)GTL和FBL是酞菁結(jié)構(gòu),藍(lán)FFRL是噁嗪染料,黃RL分子亦含有一個(gè)醇羥基。沾色牢度沒(méi)有提高的混紡黃D23RNL的分子結(jié)構(gòu)中沒(méi)有-NH2和-OH,大紅4BS例外,分子結(jié)構(gòu)含有2個(gè)-OH。因此,除大紅4BS外,硅凝膠對(duì)直接染料的固色效果順序?yàn)?分子結(jié)構(gòu)中含-NH2、-OH較多的黑色染料最好,其次為含一定量極性分子或分子中的存在羥基與銅絡(luò)合的染料,然后是雜環(huán)染料,分子中結(jié)構(gòu)不含極性分子的黃色染料最差。

    從表2可以看出,經(jīng)硅凝膠固色再皂洗后樣品的表觀色深下降較原樣少得多。原樣中,黑B400、黑GF、紅玉RL等3只染料因皂洗表觀色深有所增加,這可能是由于肥皂影響了染料分子在纖維上的排列方式;而其余的表觀色深都有一定程度的降低,表觀色深下降在10%以內(nèi)的有6只染料,下降在10%～20%的有8只染料,下降在20%～30%的有3只染料,下降在40%以上的有2只染料。固色樣品中有9只染料皂洗后的色深與皂洗前相比,不但沒(méi)有降低反而略大;11只染料的樣品經(jīng)皂洗后,表觀色深僅降低4%以下;藍(lán)FFRL、黃PG的樣品經(jīng)皂洗后表觀色深分別下降7.471%、5.512%,但與原樣表觀色深下降47.37%、18.6%相比,則提高很多。這說(shuō)明硅凝膠對(duì)織物上的染料有很好的固著作用,大大減少了染料的流失,從而減少了后道加工或服用過(guò)程中對(duì)水的污染,并且有利于織物品質(zhì)的提高。

    從圖1、2可見(jiàn),織物表面覆蓋著粒徑為20～60nm的凝膠粒子,并且不規(guī)則地分布著一些孔徑為幾納米的微孔�？椢锷系娜玖媳话�覆起來(lái),而凝膠粒子中的有機(jī)長(zhǎng)鏈對(duì)纖維有親和力,染料從而被固著在纖維上。微孔以及凹下去的地方,表明凝膠覆蓋層存在薄弱的地方,在洗滌過(guò)程中染料可能會(huì)脫落。盡管如此,硅凝膠形成的納米覆蓋層還是大大減少了染料脫落,因而染色牢度提高。

    固色效果隨染料分子結(jié)構(gòu)而異。這可能是由于硅凝膠相當(dāng)于極性溶劑[8],含有大量Si-OH基,染料分子所含極性分子多,與之形成氫鍵較多,結(jié)合力較大,固色效果較好。銅鹽染料可能含有沒(méi)有完全絡(luò)合的羥基,也可與Si-OH形成氫鍵或Si-OH與Cu進(jìn)一步絡(luò)合,從而使染料與硅凝膠之間具有一定的作用力,提高染色牢度。對(duì)于分子中含較多的磺酸基、不含極性基團(tuán)的染料,固色效果稍差。

    2.2　硅凝膠對(duì)直接染料色光的影響

    固色前后樣品的顏色參數(shù)L*、a*、b*、C*、H°以及(K/S)總列于表3中。

    由表3知,除幾只黑色染料和藍(lán)BRR、大紅4BS外,其余18只染料的各項(xiàng)顏色參數(shù)變化不明顯。黑色染料和藍(lán)BRR的色調(diào)角有較大的變化,大紅4BS的a*和b*參數(shù)變化顯著。比較黑GF、黑G、黑GX、藍(lán)BRR和大紅4BS這5只染料(黑B400的結(jié)構(gòu)式因無(wú)C.I號(hào)較難查)可以發(fā)現(xiàn),染料結(jié)構(gòu)中都存在萘環(huán),并且偶氮基的鄰位都有羥基。根據(jù)文獻(xiàn)[8]報(bào)道,鄰位或?qū)ξ坏牧u基偶氮染料存在偶氮和腙式互變異構(gòu)現(xiàn)象,如下所示:

    影響互變異構(gòu)體相對(duì)穩(wěn)定性的因素是錯(cuò)綜復(fù)雜的,包括溶劑的極性、分子中的取代基、溶劑的氫鍵性能和溫度。如前所述,織物上的硅凝膠可以看作是一種極性溶劑,含有大量-OH,可在織物焙烘過(guò)程中與染料產(chǎn)生氫鍵或其它作用,影響互變異構(gòu)體的平衡,染料的顏色參數(shù)發(fā)生某些改變。

    3　結(jié)論

    硅凝膠在纖維表面形成具有納米尺寸的粒子和微孔的覆蓋層,對(duì)常用的絕大多數(shù)直接染料有明顯的固色效果,尤其對(duì)含-NH2、-OH較多的黑色染料,效果尤其顯著;對(duì)含-NH2、-OH極性基的其它顏色染料和銅鹽染料亦有較好效果;對(duì)不含極性基的黃色染料效果不明顯。硅凝膠對(duì)絕大多數(shù)染料的色光沒(méi)有影響,而鄰羥基偶氮染料的顏色參數(shù)會(huì)有一些改變。