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不同洗涤助剂对纺织品色牢度测试结果的影响

三方检测单位 2022-05-01

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洗涤助剂是纺织品色牢度测试(尤其是耐洗色牢度)中调控去污环境的核心试剂,其类型、浓度及作用机制直接影响测试结果的准确性。色牢度测试的本质是模拟实际洗涤中染料的保留能力,而助剂通过乳化、络合、溶胀等作用,可能破坏染料与纤维的结合键,或导致脱落染料重新沉积,进而干扰级数判定。本文结合实际测试数据与学术研究,系统分析不同洗涤助剂对色牢度结果的具体影响,为测试标准执行及结果解读提供参考。

阴离子表面活性剂对染料结合力的破坏机制

阴离子表面活性剂(如十二烷基苯磺酸钠,LAS)是洗涤中最常用的去污成分,其通过阴离子基团降低水的表面张力,乳化油污并分散至水中。但在色牢度测试中,LAS的强渗透力会干扰染料与纤维的结合——当LAS分子渗透至纤维内部时,疏水链会插入染料与纤维的结合区域,削弱范德华力或氢键作用,导致染料解吸。

例如,ISO 105-C06标准下,0.2%LAS浓度的棉织物耐洗色牢度为4级,提升至0.5%时降至3.5级;若采用直接染料(与棉结合力弱),0.5%LAS会使级数下降1级。粘胶纤维因无定形区更大,LAS更易渗透,相同浓度下色牢度比棉低0.5级。

此外,LAS的阴离子特性会与阴离子染料(如活性、直接染料)产生静电排斥,加速染料脱落。测试显示,活性染料棉织物在LAS溶液中洗涤后,残液吸光度比未添加助剂的高20%~30%,说明更多染料被解吸。

非离子表面活性剂的云点效应与染料沉积

非离子表面活性剂(如脂肪醇聚氧乙烯醚,AEO)以醚键为亲水性基团,溶解度随温度升高而下降,超过“云点”时会析出并失去分散能力。这种特性在色牢度测试中会引发染料沉积:温度低于云点时,AEO能分散脱落的染料;超过云点后,AEO析出,染料重新沉积在织物表面,导致沾色。

以涤纶织物为例,AEO-9(云点约70℃)洗涤时,60℃(低于云点)下色牢度为4级,80℃(超过云点)时降至3级,且织物表面出现染料斑点。分散染料因颗粒小,更易随AEO析出而沉积,这类织物的色牢度下降更明显。

非离子表面活性剂的亲油性会吸附在涤纶表面形成“油膜”,阻碍染料重新结合,但这种影响较小——AEO浓度0.3%时,涤纶色牢度仅下降0.5级,远不如云点效应显著。

螯合剂对金属络合染料的选择性破坏

螯合剂(如EDTA、柠檬酸钠)用于络合水中钙镁离子,但对金属络合染料(如羊毛1:1型、涤纶1:2型)有破坏作用:EDTA的强络合能力(logK≈16)会夺取染料中的金属离子(如铬、钴),导致染料分解为无发色小分子,降低色牢度。

羊毛用1:1型金属络合染料染色后,0.1%EDTA洗涤使色牢度从4.5级降至3级;改用柠檬酸钠(logK≈3.5),级数仅降至4级。因柠檬酸钠络合能力弱,无法夺取染料中的金属离子。

螯合剂对非络合染料(如直接、酸性染料)无明显影响——酸性染料丝绸织物在EDTA溶液中洗涤后,色牢度级数无变化,因这类染料未结合金属离子。

碱剂引发的纤维溶胀与染料流失

碱剂(如碳酸钠、氢氧化钠)通过调整pH增强去污能力,但会使纤维溶胀:纤维素纤维(棉、粘胶)中的OH⁻与纤维素羟基结合,破坏结晶区,削弱染料结合力;蛋白质纤维(羊毛)中的肽键会被碱水解,破坏鳞片结构,导致染料脱落。

棉织物在pH=10的碳酸钠溶液中,色牢度从4级降至3级;pH=12的氢氧化钠溶液中降至2.5级。活性染料通过共价键与棉结合,但碱会破坏共价键稳定性,导致染料脱落更严重。

羊毛对碱更敏感:0.5%氢氧化钠洗涤后,鳞片层破坏,染料从间隙流失,色牢度从4级降至2.5级;碳酸钠(0.5%)因碱性弱,级数仅降至3.5级。

酶制剂对纤维的选择性分解作用

酶制剂(蛋白酶、淀粉酶)通过生物催化分解污渍,但专一性会破坏纤维:蛋白酶水解羊毛、丝绸的角蛋白,破坏鳞片或丝胶层,导致染料脱落;淀粉酶仅分解淀粉浆料,对纤维素纤维无影响。

羊毛用蛋白酶(0.1%)洗涤后,色牢度从4级降至3级,因鳞片层被分解,染料从皮层流失;棉用淀粉酶(0.1%)洗涤后,色牢度无变化,因淀粉酶仅去除浆料。

酶的活性受温度影响:蛋白酶最适温度40~50℃,此时催化作用最强,色牢度下降最明显;超过60℃酶失活,影响消失。

助剂浓度与纤维材质的交互影响

助剂浓度是测试重复性的关键:LAS浓度从0.1%升至0.5%,棉色牢度从4级线性降至3级;超过0.5%后下降变缓,因纤维内染料已大部分解吸。AEO浓度0.1%~0.3%时,分散能力稳定,色牢度保持4级;超过0.3%后,多层吸附阻碍染料结合,级数降至3.5级。

纤维材质决定敏感性:棉结晶度高(约70%),对LAS渗透抵抗力强,色牢度下降小;粘胶结晶度低(约30%),LAS易渗透,下降幅度大(0.5%LAS时,棉3.5级,粘胶3级)。涤纶疏水性强,对AEO云点效应更敏感,染料易沉积;羊毛对碱和酶更敏感,色牢度下降更显著。

测试标准中严格规定助剂浓度(如ISO 105-C06中LAS为0.3%),正是为了规避浓度与材质的交互影响,确保结果一致。

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