皮革的膠媒染性能研究

皮革的膠媒染性能研究

植物染料來自大自然，不污染環(huán)境，易分解，對人體親和力好，是合成染料的理想替代品。然而，由于提取困難、周期長、無法批量生產(chǎn)，這已成為植物染料推廣應(yīng)用的難題。栲膠是含有大量多酚的植物萃取物質(zhì),是制革工業(yè)不可缺少的化工材料,也可作為石油、建材、化工、冶金等工業(yè)部門重要的處理劑或添加劑。由于其本身具有顏色,可作為直接染料使用,另外栲膠還可以作為媒染染料對皮革進(jìn)行染色。媒染法是古老的染色方法之一。媒染時,栲膠與金屬鹽發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),生成的配合物能顯著改變栲膠的色譜,既可提高染色坯革的耐曬牢度又可增加與皮革的結(jié)合牢度。由于在制革工業(yè)中黑色革用量較多,本文選擇水解類的余柑栲膠和栗木栲膠對綿羊藍(lán)濕革進(jìn)行復(fù)鞣,用硫酸鐵和硫酸亞鐵為媒染劑,研究了不同因素對皮革染色性能的影響。1材料和方法1.1試驗藥物和儀器1.1.1實驗用試劑及標(biāo)準(zhǔn)余柑栲膠,廣西武鳴栲膠廠;栗木栲膠,煙臺誠泰皮革有限公司;硫酸鐵,分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心;硫酸亞鐵,分析純,宜興市輝煌化學(xué)試劑廠;合成加脂劑TT,煙臺多樂化工有限公司。1.1.2hz-4007年黃變模SHZ-88型水浴恒溫振蕩器,江蘇金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠;真空干燥箱,博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;HZ-3017耐黃變試驗機(jī),天津永利達(dá)材料試驗機(jī)有限公司;脫色程度試驗機(jī),東莞市寶大儀器有限公司;DF-100測色配色儀,東莞市嘉品儀器有限公司;HSW-150恒溫恒濕培養(yǎng)箱,上海山連試驗設(shè)備有限公司。1.2電子可遷移性栲膠是富含單寧的植物染料,單寧中的酚羥基可與一些過渡金屬離子,如Fe3+、Fe2+、Ti4+等形成絡(luò)合物,這些絡(luò)合物可吸收紫外或可見區(qū)的某一部分波長而發(fā)生π電子躍遷,使其吸收光譜發(fā)生改變,從而導(dǎo)致顏色的變化;但有些金屬離子如Al3+、Zn2+、Cu2+等與羥基絡(luò)合時,并不引起π電子的躍遷,因而顏色基本沒有變化。另外,單寧分子中的酚羥基可以氫鍵的形式與膠原纖維結(jié)合,又可與金屬離子形成絡(luò)合物,同時金屬離子與相鄰膠原肽鏈上的羧基發(fā)生絡(luò)合,從而使單寧與膠原纖維更加牢固地結(jié)合在一起,既提高了染料的上染率,也改善了染色牢度。1.3測試方法1.3.11.3.21.3.3試驗設(shè)計及工藝試驗中和度是影響栲膠在皮革染色的一個重要因素,該部分試驗工藝是在中和部分依次改變NaHCO3的用量,調(diào)節(jié)最終pH值為5.0、5.5、6.0、6.5,其余工藝同表1。1.4檢測方法1.4.1測試方法顏色堅牢度是指被染物抵抗外界作用而保持顏色不變的能力。本試驗主要測定了皮革干濕擦牢度。將待測樣按國標(biāo)要求在標(biāo)準(zhǔn)空氣(溫度(20±2)℃,濕度(65±2)%)的恒溫恒濕箱中調(diào)節(jié)48h之后,在脫色程度試驗儀上固定進(jìn)行摩擦試驗,干濕擦牢度選用退漿、漂白、不含整理劑的棉織物進(jìn)行測試。干擦牢度測試時將干擦布固定在摩擦頭上,垂直壓力9N,10s內(nèi)摩擦10次,行程10cm。濕擦?xí)r要用含2次蒸餾水為95%~105%的白布,也摩擦10次,行程同干擦一樣。摩擦結(jié)束后用標(biāo)準(zhǔn)灰色樣卡評定摩擦布的沾色牢度級數(shù),確定干濕擦牢度。1.4.2色差值的計算顏色是通過眼、腦和生活經(jīng)驗所產(chǎn)生的一種對光的視覺效應(yīng)。國際照明委員會于1976年確定了CIELAB系統(tǒng),用L*a*b*來表征顏色空間,其中用L*為代表明暗度的縱軸,a*為表示顏色飽和度的紅綠軸,b*為表示顏色飽和度的黃藍(lán)軸,通常以紅(+a)、綠(-a)、黃(+b)、藍(lán)(-b)來表示。其中2種顏色的總色差值△E=[(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2,色差值的大小與表觀深度值K/S變化一致,色差值越大,表示顏色差別越大,著色越深。本試驗的皮革試樣采用的光源為標(biāo)準(zhǔn)光源D65/10°。2分析與討論2.1鐵鹽媒染劑用量表3是媒染劑的用量對皮革摩擦牢度的影響,從表中可以看出:無論是用硫酸鐵或硫酸亞鐵做媒染劑,用量改變時,皮革的干擦牢度都在4~5級,濕擦牢度都在3級以上。由于服裝鞋面革的干濕擦牢度要求是在4.0/3.0以上,故栗木栲膠媒染皮革的干濕擦牢度都能達(dá)到皮革的使用要求。另外,隨媒染劑用量的增加皮革的干濕擦牢度是降低的,一方面一部分鐵鹽會沉積在皮革表面,由于鐵離子本身具有顏色,處于皮革表面的鐵很容易附著到擦拭布上,鐵鹽越多,自然擦拭布上的顏色強(qiáng)度就愈大,摩擦牢度就越低;另一方面栲膠復(fù)鞣時,部分鐵鹽媒染劑會因物理吸附與栲膠絡(luò)合填充在革纖維之間,與坯革結(jié)合不牢固,隨著媒染劑用量的增加,這部分絡(luò)合物增多,經(jīng)摩擦很容易使其脫落。從表4和表5可以看出:媒染劑硫酸亞鐵和硫酸鐵用量對栗木栲膠媒染皮革顏色影響,隨著媒染劑用量的增加,L值都是呈遞減趨勢的,皮革顏色都加深;用硫酸亞鐵媒染時,由L、a、b值可知皮革的顏色都帶有副色,在黃藍(lán)軸上,主要偏藍(lán)色。用硫酸鐵媒染時,皮革的色飽和度偏向于綠色、藍(lán)色,△b都小于-4,紅綠軸顏色變化沒有規(guī)律,黃藍(lán)軸偏藍(lán)程度增強(qiáng),△E都大于3小于6。皮革的顏色,主要為灰藍(lán)色、藍(lán)色和藍(lán)黑色。2.2溫度對余柑膠色和加脂后可加脂穩(wěn)定性的影響由表6可以看出:栗木栲膠和余柑栲膠在媒染后,不加脂的干濕擦牢度比加脂時要稍有增加。但干擦和濕擦牢度都在4~5級以上,均符合服裝革和鞋面革所要求的干濕擦牢度。從表7可以看出:余柑栲膠顏色變化與栗木栲膠的基本一致,加脂后皮革的顏色也變淺了,色差比較明顯,色差值△E均高于12,。在加脂與不加脂的情況下,在紅綠軸上余柑栲膠的值均為正,偏紅色,其中b值均為負(fù),偏藍(lán)色;栗木栲膠a、b值都為負(fù),偏綠、偏藍(lán),加脂后可以看出偏藍(lán)程度增加。染色后栗木栲膠的顏色最深,余柑栲膠的顏色最淺。2.3中和ph對膠媒染劑的影響從表8可以看出:中和度不同對栲膠媒染皮革的干濕擦牢度影響不大,均符合服裝革和鞋面革的使用要求。其中媒染劑硫酸鐵和硫酸亞鐵在中和pH改變時,對2種栲膠的摩擦牢度無明顯區(qū)別。從表9和表10可以看出:余柑栲膠和栗木栲膠不同中和pH對栲膠媒染性能影響,選用余柑栲膠媒染皮革后,在pH值為6.5時,選用硫酸鐵做媒染劑時,染色深度較好,而當(dāng)pH值為5.0,選用硫酸亞鐵做媒染劑時,皮革的染色效果較好,染色后皮革的顏色比栗木栲膠的要淺,主要為灰藍(lán)色,色飽和度都偏紅、偏藍(lán)。選用栗木栲膠媒染皮革后,在中和pH值為5.5時,媒染劑硫酸亞鐵和硫酸鐵的L值最小,此時的顏色最深,都偏向藍(lán)色。因此,選用栗木栲膠進(jìn)行媒染皮革時,選取pH值為5.5,此時的皮革顏色主要偏藍(lán),色深值較大,染色效果最佳。3密度對棉機(jī)說ph值的影響,主要考1)選用余甘栲膠和栗木栲膠對皮革進(jìn)行媒染染色,以鐵鹽為媒染劑,在栲膠用量不變的情況下,隨著媒染劑用量的增加,皮革的干濕擦牢度在一定范圍內(nèi)略有下降,但均都能達(dá)到皮革的使用要求;另外,皮革的媒染滲透性能相應(yīng)的增加,達(dá)到一定值的時候,滲透能力不再隨媒染劑用量的增加而改變。2)皮革加脂后會使皮革的干濕擦牢度減小,著色