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2結(jié)果和討論

2.1處理溫度對吡啶季銨鹽吸附性能的影響

在抗菌整理過程中,溫度對季銨鹽在纖維上的吸附起著重要作用.120min范圍內(nèi)3種吡啶季銨鹽在C.I.活性紫5染色的棉織物上的吸附量隨吸附溫度變化的情況如圖2所示.隨著整理溫度的增加,3種季銨鹽在纖維上的吸附量在低中溫時隨著溫度升高而增加,且達到最大值,隨后,隨溫度繼續(xù)升高,吸附量反而降低.ALPC在織物上吸附量隨溫度升高降低最大.根據(jù)染色熱力學理論可知,季銨鹽在棉纖維上的吸附屬于放熱反應(yīng),因此,升高溫度會降低季銨鹽在纖維上的平衡吸附量.此外,升高溫度會增加季銨鹽在水中的溶解度,從而降低其在纖維上的吸附.當然,采用高的整理溫度,會有利于季銨鹽在纖維中的擴散.

季銨鹽對纖維的親和力也是影響其平衡吸附量的因素,其化學結(jié)構(gòu)決定了對纖維親和力的高低.根據(jù)結(jié)構(gòu)特點,3種吡啶季銨鹽的親水性順序為ALPC>BADPB>NADPB.NADPB的平衡吸附量最大,兩倍于ALPC在棉纖維上的吸附.因此,與其他兩種季銨鹽比較,ALPC對纖維的低親和力和高水溶性導致了其在纖維上平衡吸附量的降低.另一方面,NADPB在3種季銨鹽中具有高的疏水性,升高溫度有利于其在水中的解聚,釋放出更多的單分子而容易被纖維吸附,又由于其對纖維的親和力高,故使得其在纖維上的平衡吸附量最高.

2.2染料和吡啶季銨鹽結(jié)構(gòu)對吸附量的影響

陰離子染料含有負電性的磺酸基,能夠和吡啶季銨鹽形成離子鍵結(jié)合庫侖引力.此外,季銨鹽分子也可以和纖維素分子之間形成偶極引力或范德華力.這些作用力有助于提高季銨鹽分子對纖維的親和力和抗菌整理的耐久性.如圖3所示為ALPC,BADPB和NADPB在活性染料與直接染料染色和未染色的棉織物上的吸附量.3種季銨鹽在染色織物上的吸附量均高于未染色的棉織物,這清楚表明了染料磺酸基與季銨鹽陽離子之間存在分子間作用力.染料濃度越高,季銨鹽在纖維上的吸附量越大.陽離子季銨鹽在不同結(jié)構(gòu)染料染色的棉織物上吸附量也是不同的.直接染料染色的棉織物對季銨鹽的吸附量高于活性染料染色的棉織物,主要是因為與活性染料相比,直接染料分子中含有更多的磺酸基團,且其對纖維的直接性高于活性染料,使得纖維上含有更多的磺酸基團,可以吸附更多的季銨鹽分子.例如,直接藍71含有4個磺酸基團,在4種染料中對季銨鹽的吸附量最高,染色織物上磺酸基團將會增加纖維與季銨鹽分子之間離子鍵結(jié)合,從而增加了季銨鹽在棉纖維上的吸附量。

從圖3中觀察到的另一個有趣現(xiàn)象:3種季銨鹽在纖維上的吸附量與其疏水性有關(guān),NADPB在織物上的吸附量最高,而ALPC的吸附量最低.由于織物的整理溫度是在其可獲得最大吸附量的溫度下進行的,其實驗結(jié)果與圖2中的實驗結(jié)果相一致.