由豆粕蛋白提煉出蛋白溶解液，通過(guò)化學(xué)處理后濕法紡絲而成的大豆蛋白纖維，保持了天然纖維棉的優(yōu)良吸濕性、羊絨的柔滑性和真絲的優(yōu)雅光澤，成為新的紡織服用纖維，進(jìn)行針織或針織加工成不同風(fēng)格的新型高檔面料。通過(guò)印染后整理技術(shù)，能保留大豆蛋白纖維的所有特征，獲得外觀華貴、色澤鮮艷、色感柔和、彈性好、舒適性好、具有保健作用的功能性紡織品。 本文通過(guò)分析大豆蛋白纖維的結(jié)構(gòu)特性對(duì)染色性能的影響，討論現(xiàn)階段那些染料適合對(duì)其進(jìn)行染色。大豆蛋白纖維橫截面呈扁平狀啞鈴形或腰圓形，縱向表面呈溝槽。在電鏡下可觀察到大豆纖維的縱向表面為梭子形條紋，其長(zhǎng)度約3－4μm，寬及深度約0.1μm，同時(shí)還可觀察到潛在的原纖結(jié)構(gòu)，因此在服用摩擦后易輕度起絨。在光學(xué)顯微鏡下，它具有明顯的皮芯結(jié)構(gòu)。皮層結(jié)構(gòu)緊密且厚韌，芯層在凝固浴脫溶劑時(shí)形成許多似海綿多孔狀空隙結(jié)構(gòu)。它的分子結(jié)構(gòu)中有多種極性基團(tuán)，如羥基、縮醛基、氨基等，這些基團(tuán)吸色性能各有不同。其中羥基為親水性的，具有與纖維素纖維相似的染色性能，可選用直接、活性、硫化等染料染色，但是它的反應(yīng)能力較弱，因此用同樣染料染色不如其他纖維素纖維得色深。縮醛基為疏水性基團(tuán)，可選擇分散及中性絡(luò)合染料染色；含有氨基也可以選用酸性染料染色。實(shí)際上，由于大豆蛋白纖維的特殊結(jié)構(gòu)，顯示出介于纖維素纖維與化學(xué)纖維之間的染色性能，且具有良好的酸、堿穩(wěn)定性，適用染色的染料范圍較廣泛。 1 大豆蛋白纖維染色的染料選擇 1.1 纖維素纖維用染料 1.1.1 直接染料 直接染料主要適合纖維素纖維的染色，也可用于蛋白纖維的染色。大豆蛋白纖維由聚乙烯醇與大豆蛋白組成。由于在大豆蛋白纖維中已添加了一定量的帶羥基、氰基等極性基團(tuán)的高聚物，所以，對(duì)直接染料有較高的直接性，經(jīng)染色試驗(yàn)說(shuō)明，染色速率和平衡上染率均明顯高于蠶絲和羊毛，但得色率不如纖維素纖維。 但大豆蛋白纖維采用直接染料染色后光澤較暗淡，色牢度較差及水洗牢度較差，需固色處理并影響手感，得色率不如其他纖維素纖維，除個(gè)別色相，一般不宜選用，所以直接染料不是主選染料。 1.1.2 活性染料 活性染料與大豆蛋白纖維結(jié)合的方式有兩種：一是與大豆蛋白活性氨基酸共價(jià)結(jié)合，二是與聚乙烯醇組分殘留羥基共價(jià)結(jié)合，且以前者為主?；钚匀玖先旧膬?yōu)點(diǎn)是：染中淺色時(shí)色澤鮮艷度高，耐洗牢度好。然而，活性染料因母體結(jié)構(gòu)、活性基、橋基(連接基)的不同，對(duì)大豆蛋白纖維的染色性能會(huì)有所差異，所以并不是所有的活性染料皆適合于大豆蛋白纖維染色。 Cibacron LS、Megafix B和Remazol染料對(duì)大豆蛋白纖維具有較高的固著率和固著效率，更適于大豆蛋白纖維染色。而羊毛專用的Lanasol活性染料不適于大豆蛋白纖維染色。另外，需要說(shuō)明的是Realan羊毛和蠶絲專用活性染料在弱酸性和高溫條件，在大豆纖維上的染色深度也較低，在50%和堿性條件下對(duì)大豆纖維的染色性能尚可，但不建議使用。 各種活性染料提升性能存在較大差異，同一類染料中不同品種之間也存在差異。總體而言，Cibaeron LS染料的提升性能最好，Megafix B染料次之。常用活性染料的優(yōu)缺點(diǎn)如下： (1)國(guó)產(chǎn)KE型染料：可染淺色和部分中色，染色工藝簡(jiǎn)單，采用高溫染色工藝色牢度也能達(dá)到要求，但上染率較低，廢水排放量大，染料成本經(jīng)濟(jì)。 (2)Megafix BES型染料：它是一類高反應(yīng)性由一一氯三嗪與乙烯砜雙重基團(tuán)的混合型活性染料，這兩種活性基團(tuán)在大豆纖維染色中起到良好的互補(bǔ)性與協(xié)同效應(yīng)，勻染及透染性良好，亮度、鮮艷度優(yōu)異，易洗滌，除個(gè)別濃深色澤外，能達(dá)到良好的色牢度。 (3)Cibacron LS NHC型染料：它是雙一氯三嗪活性基團(tuán)的活性染料，有良好的溶解度，中性鹽用量較低，適合一般中、淺色和部分深色染色，亮度、鮮艷度很好，染料成本比BES型染料高。 1.1.3 酸性及中性染料 (1)弱酸性染料 弱酸性染料在蛋白質(zhì)纖維上染色深度由深到淺的順序?yàn)椋貉蚪q>羊毛>蠶絲>大豆蛋白纖維。大豆蛋白纖維上的上染率最低，這與纖維中極性氨基酸含量有關(guān)。三種蛋白質(zhì)纖維極性氨基酸含量(%)比較如下： ① 羥基氨基酸：蠶絲(28.01)>羊毛(21.45)>大豆蛋白纖維(12.64)； ② 堿性氨基酸：羊毛(35.27)>大豆纖維(3.50)>蠶絲(1.67)； ③酸性氨基酸：羊毛(21.06)>大豆纖維(8.0)>蠶絲(3.47)。 弱酸性染料在酸性條件下染色時(shí)，上染率與蛋白質(zhì)纖維中的堿性氨基酸和羥基氨基酸(主要是酪氨酸)含量有關(guān)，大豆蛋白纖維中這兩類氨基酸總量遠(yuǎn)小于羊毛和蠶絲，故得色量最低，相對(duì)深度最淺，此外，上染率還與大豆蛋白纖維較高分子取向度等因素有關(guān)。 酸性染料因染色均勻，遮蓋性良好，透染性優(yōu)異，染后光澤、亮度基本接近活性染料，且染色工藝簡(jiǎn)單，手感柔軟，得色量高，同時(shí)具有染液吸盡率高，染色殘液清晰，廢水排放量少等優(yōu)點(diǎn)，成為大豆蛋白纖維的常用染料，但染料成本較高。 (2)中性絡(luò)合染料 中性染料的上染性與直接染料相似，但由于分子較大，滲透性和遮蓋力較差，需改進(jìn)染色工藝條件提高遮蓋性，得色量與弱酸性染料基本相同，光澤、手感僅次于活性染料、弱酸性染料，色牢度良好，但染料成本較高，水洗牢度較差。 (3)Lanaset染料 由于Lanaset染料是改良型中性及活性的復(fù)合染料，更適宜多基團(tuán)特性的大豆蛋白纖維染色。它有優(yōu)良的勻染及透染的染色效果，且廢水排放量少，但染色深度和染色鮮艷度較染羊毛織物差得多，而且耐洗色牢度較差，染料成本較高，要獲得大豆蛋白織物深濃、鮮艷、堅(jiān)牢的染色效果，其染色工藝還有待于進(jìn)一步研究。通常在染色生產(chǎn)中，一般中、淺色大部分采用經(jīng)濟(jì)的活性染料染色，只有個(gè)別色澤如深玫紅、深紫紅、烏黑等選擇Lanaset染料。 1.1.4 分散染料 分散染料也可以對(duì)大豆蛋白纖維染色。分散染料對(duì)大豆蛋白纖維的染色深度大于羊毛和羊絨，但是分散染料在大豆蛋白纖維上的染色牢度及其在纖維中的分布狀態(tài)目前仍需要進(jìn)行檢測(cè)。分散染料對(duì)蛋白質(zhì)纖維實(shí)際上具有一定的親合性，部分染料也可染深濃色，大豆蛋白溶液在紡絲前經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)修飾，也可能增加對(duì)分散染料的親和性。 因此，大豆蛋白纖維對(duì)含羥基、氨基較多的高溫型分散染料有一定上染性。通過(guò)分散染料對(duì)大豆蛋白纖維提升性能試驗(yàn)可知，偶合組分具有兩個(gè)羥基的偶氮分散染料(如Diacelliton紅玉3B和Terasil棕3R)，因容易與大豆蛋白纖維發(fā)生氫鍵作用而具有較好的染深性能。含兩個(gè)羥基兩個(gè)氨基蒽醌結(jié)構(gòu)的分散藍(lán)2BLN和含一個(gè)羥基一個(gè)甲氧基雙偶氮結(jié)構(gòu)的分散橙E—GFL的染深色性也較好，而其它染料，無(wú)論是偶氮苯和偶氮雜環(huán)，還是蒽醌結(jié)構(gòu)的染料，染深色性能均較差。 2 結(jié)論 大豆蛋白纖維可用直接、酸性、活性、中性和分散染料染色，所選擇的幾類染料對(duì)大豆蛋白纖維都有一定的上染能力。其中直接染料、酸性染料上染率高，適合染深色品種，染色牢度較差，需經(jīng)固色處理?；钚匀玖虾头稚⑷玖系纳先韭瘦^低，染色牢度較好，適合染中、淺色品種?；钚匀玖蠎?yīng)選擇雙活性基的類型，以提高固色率。分散染料應(yīng)選擇分子結(jié)構(gòu)大、極性基團(tuán)多的高溫型染料。中性染料在大豆蛋白纖維上具有較好的移染性能，可通過(guò)高溫移染和延長(zhǎng)染色時(shí)間提高其染色均勻性。對(duì)中性染料和分散染料品種及工藝條件選擇，有待進(jìn)一步探討。