轻化工程专业毕业论文.doc

色媒体改性棉织物及其染色性能的研究学 院：纺织与材料学院班 级：轻化工程10级03班我国卬染行业废水污染越来越严重，环保压力越来越大，清洁化生产工艺的开发 已经刻不容缓针对活性染料染棉纤维存在吸尽率和固色率低的问题，我们需耍在染 浴中往往需耍加入大量的无机电解质盐来提高染料的上染白分率但是这些电解质随 染色废液排岀，同时给环境造成了极大的污染为此，徳美化工研究了一种阳离子助 剂即色媒体工，我们通过实验用色媒体对棉纤维进行改性，发现经过色媒体改性的棉 纤维染色性能优越，实现了低盐染色，达到了低污染、低能耗、低水耗的效果关键词：色媒体阳离子改性活性染料低盐染色染色性能目录1. 绪论 11.1研究背景 11.2研究进展及其现状 11.2. 1物理方法 11.2.2化学方法 21. 3本文研究目的、方法及内容 32. 理论依据 33. 实验部分 43.1主要实验材料、化学品及仪器 43. 2棉织物改性工艺实验设计及其染色 43.2. 1色媒休用量不同对棉织物改性及其染色 43. 2.1. 1色媒体用量不同对棉织物改性的影响 43. 2. 1. 2改性后的棉织物染色工艺实验 51.3实验步骤 63. 2. 2处理时间不同対棉织物改性及英染色 83. 2. 2. 1处理时间不同对棉织物改性的影响 83. 2. 2. 2改性后的棉织物染色工艺实验 83. 2. 2. 3实验步骤 93. 2. 3处理温度不同对棉织物改性及其染色 93. 2. 3. 1色媒体用量不同对棉织物改性的影响 93. 2. 3. 2改性后的棉织物染色工艺实验 103. 2. 3. 3实验步骤 103.3 NdCl用量对改性、未改性棉纤维的影响及其染色 113. 3. 1 NdCl用量对改性、未改性棉纤维影响工艺 113. 3.2棉织物染色工艺 123. 3.3实验步骤 124. 结论 14绪论1.1研究背景活性染料是棉纤维染色时用的最多、最重要的i种染料。

活性染料以具色谱齐全、 色泽鲜艳、耐湿处理色牢度较高、价格相对低廉、应用丁•艺简便、大部分染料结构上 不含有致癌芳香胺等优点深受印染界喜爱但活性染料存在易水解、染料利用率低等 缺点，使得活性染料染色时耗水量高，染色牢度受到影响为了克服这些缺点，在棉 织物的传统染色工艺中，使用活性染料染色时，往往采用加入大量的中性电解质的方 法來促进染料的上染，这种方法极大地改善了活性染料的易水解和染料利用率低的问 题，尤其在大浴比时传统染色工艺的作用更为明显然而，传统染色工艺中所使用的 电解质随染色废液排出，会导致废水中盐伤量过高，严重影响水资源的生态环境，同 时水中盐分过高还会带来土质盐碱化等生态问题，这是当前社会所不能接受的1・2研究进展及其现状冃前，通过物理、化学及生物等方法还不能实现印染废水中无机盐的降解和回收, 因此，近年来许多印染研究人员一直致力于探求对棉纤维改性处理，以提高染色性能 [21,实现绿色染色纤维素纤维的改性方法有很多，如物理方法、化学处理方法等⑶2.1物理方法物理方法在基本不用或者很少用到化学助剂的情况下，改变纤维的表面结构及具 性能，不仅改善了纤维的染色性能，还可以减少污染，有利丁•保护生态环境。

一般物 理改性方法有机械法、辐射法、等离子体技术、蒸汽闪爆技术等机械方法该方法主要有研磨法和切碎法两种，通过降低纤维素的结晶度、改变纤维的形态 和细微结构，或者增加纤维的表面來提高纤维在化学反应中的可及度⑷辐射法该方法是采用电子射线等对纤维素纤维进行预处理，利用射线的辐射能使纤维素的结 构发生变化，降低聚合度、增加活性，提高可及度等离子体技术该方法是利用等离子体中大量的电子、离子、激发态原子、分子等活性粒子，通 过轰击棉纤维表面将能量传递给棉纤维，使棉纤维表面的果胶等脫离，并留下深浅不 一的凹坑，引起刻蚀现象，同时活性粒子还能是纤维表而发生氧化和接枝，从而增强 了棉纤维的吸水性能蒸汽闪爆技术该方法是1927年由一个美国学者提出的，它能使已经渗入纤维内部的水蒸气分 子以气流方式，从相对封闭的空隙中高速瞬间释放，使棉纤维紧密堆砌缠绕的内部区 域得到有效的疏松，同时纤维素分子内及分子间的氢键发生断裂，使棉纤维的结构造 成破坏，赋予材料新的性能⑸1. 2. 2化学方法纤维索纤维的化学处理方法主要有三种⑹：对棉纤维进行表面处理利用化学药品（例如强碱、甘油、液氨、磷酸等）处理棉 纤维，改变纤维的物理形态和微结构，使纤维的染色性能发生变化；对纤维内部进行改性利用化学助剂（例如聚酰胺环氧化合物），按一定工艺处理 棉纤维，使纤维发生化学改性，从而引起染色性能的变化⑺；对棉纤维表面改性的同时，对纤维内部也进行化学改性 这种改性会引起纤维的 染色性发生根本性的变化。

一般对纤维进行化学改性的过程均伴随着纤维内部改性和 外部改性的同时进行许多研究已经证明，经过一定的化学改性后，可以显著提高纤维素纤维对阴离子 染料的结合能力胥正安等⑻研究了阳离子改性剂CHPTMAC对棉织物的接枝改性，在 棉纤维纤维大分子上引入了阳离子基团，不但可以阻碍纤维素分子发生重结晶，还使 纤维表面带上正电荷，纤维与染料Z间的结合力不但有范德华力和氢键的作用力，而 且还有分子间静电引力的作用，提高了染料的上染能力和利用率但是这类改性剂分 子小，存在用量大、处理时间长、直接性差的缺点，因此，近年來有很多研究者开始 研究大分子改性剂，如纪俊玲等⑼研究了大分子聚合物改性剂聚环氧氯丙烷胺化物， 并用该改性剂处理棉纤维，研究结果表明改性为棉纤维引入了阳离子基团，提高了活 性染料的上染白分率，且染色废水回用效果比较好张鹏等［⑼利用端氨基超支化合物 （IIBP-NI12）作为阳离子改性剂，对竹浆纤维织物进行改性，在纤维表面引入了大量氨 基、亚胺基，改变了纤维表面的电荷分布，降低了活性染料染色过程中无机盐的用量, 使无盐染色成为可能此外，崔淑玲［⑴等用多官能团的交联胺化改性剂TETS改性了 纤维素纤维，不但赋予了织物抗皱性能，还大大提高了活性染料的上染率和固色率， 实现了活性染料在酸性（中性）浴中的无盐染色。

1・3本文研究目的、方法及内容由于传统染色工艺会带来水污染和土壤污染等生态问题，因而，我们迫切需耍一 种环保高效的方法來解决活性染料盐污染问题本文主要针对这一问题进行讨论和实 验研究，希望找到一种方法使棉纤维在活性染料染色过程中提高染料的上染白分率、 固色率及染色深度，提高染料的利用率，同时减少盐用量，甚至实现完全不加盐染色, 使无盐染色工艺达到常规有盐染色的效果甚至更好解决活性染料盐污染问题，可从染料、纤维和染色工艺过程等方而着手棉纤维 的阳离子化改性是有效解决活性染料染色污染问题的途径即棉织物经阳改性 后，纤维表而带上正电荷，降低了棉纤维对阴离子染料的排斥作用，活性染料将快速 上染纤维，因此减少、甚至不使用无机盐染色时也可提高染料上染白分率广东德美 精细化丁•股份有限公司推出的一种阳离子改性剂一色媒体，是一种反应型功能团阳离 子预聚体，可用于棉织物活性染料低盐染色工艺本文利用德美化丁•的阳离子改性剂(命名为色媒体)对棉织物进行改性，在棉纤维 上引入了大量正电荷，使染液中纤维阴离子与染料阴离子Z间的静电斥力变为纤维上 正电荷与染料阴离子Z间的静电引力，使染料的上染变得容易理论依据纤维素纤维表而和活性染料离子都带有负电荷，两者之间存在静电斥力，当活性 染料阴离子吸附到纤维表面后，纤维表面的负电荷还会增加，阻止活性染料阴离子上 染的阻力更大。

棉纤维的阳离子改性是使纤维呈阳离子性，改性后的染色机理发生了根本上的变 化改性后的棉纤维在染液中，其表面呈现正电性，这就使得染液中的钠离子无法在 纤维表面形成一层正电层，而对染料阴离子的吸附能力则增强色媒体(Color Media) 是一种含反应型功能团的阳离子预聚体，能改变各种纤维材料对染料的吸附性及反应 性的新型纺织助剂，经色媒体处理后的棉纤维与色媒体的反应性基团反应，使棉纤维 由此引入阳离子染座，溶液中阴离子性的染料就会和阳离子染座因静电引力迅速吸附 及固着，经过这种改性剂改性的纤维素纤维具有的阳离子性是永久性的，染色性能比 较稳定最终可以实现低盐染色，防止大量无机盐的排放对水体造成的污染3・实验部分3.1主要实验材料、化学品及仪器退煮漂棉织物,色媒体-阳离子改性剂lg/L,活性艳红KD-8B[12],食盐，纯碱,烧杯，温度计，容量瓶（250ml、100ml. 50ml、），移液管，吸耳球，玻璃棒，量筒,电子天平，恒温水浴锅，烘箱，722S可见分光光度计3. 2棉织物改性工艺实验设计及其染色3. 2.1色媒体用量不同对棉织物改性及其染色 3. 2.1.1色媒体用量不同对棉织物改性的影响棉织物改性实验工艺处方如表1所示:表1色媒体用量不同对棉织物改性实验工艺处方影响因素样品1234567色媒体用量（owf ）0%0%2%4%6%8%10%时间(min)0303030303030温度（C）60606060606060浴比30:1棉织物改性实验工艺曲线如图1所示:3. 2. 1. 2改性后的棉织物染色工艺实验①染料最人吸收波长与吸光度的测定a） 分光光度计测吸光度原理：伯郎一比耳定律。

当溶液中的物质在光的照射和激发下，强烈的、选择性的吸收 可见光中某一波段的光波，不同的物质都有其各自的吸收光谱所以根据定律当一束 单色光通过一定浓度范围的稀有色溶液时，溶液对光的吸收程度（吸光度）A与溶液 的浓度c （mol/L）成正比定律表达式：A=eLce :摩尔吸光系数（L/ （mol・cm））A：吸光度L：比色皿的厚度（cm）c：溶液的浓度（mol/L）b） 测吸光度步骤：1） 检查仪器的连接及各调节旋钮的起始位置，确认无误后接通电源2） 开启电源，指示灯亮，选择开关置T，，T\波长调至测试用波长，并选择合适 灵敏度（一般选第一档），仪器预热20mino3） 打开试样室盖（光门自动关闭），调节〃0〃旋钮，使数字显示为〃00.0〃，盖上 样品室盖4） 用蒸憎水清洗比色」IIL若干次后，在比色川L中装入蒸憾水，将参比溶液比色川L 置于光路，调节透过率〃100%〃旋钮，使数字显示为〃100.0〃，重复儿次调好为止5） 进行样品的测量，用样品溶液清洗比色皿数次，然后将被测溶液置丁•光路中， 数字表上直接读出被测溶液的吸光度值6） 记录数据，根据公式计算出结果7） 测定完成后关上试样室盖，清洗比色川L,关闭开关和电源。

按照上述测吸光度的步骤，测得染料不同波段的不同吸光度值如表2所示:表2染料嚴大吸收波长与吸收光度的值入(nm)480500510518520522524530A0.4340.4790. 5040. 5130. 5200. 5330. 5220. 487从表中数据可以看出，染料的最大吸收波长和吸收光度值分别为:入 max=522nm A（.）=0. 533 ②改性后棉织物的染色改性后棉织物染色工艺处方如表3所示：表3改性后棉织物染色工艺处方样品1234567活性艳红KD-8B(owf)2222222食盐（g/L）0000000碳酸钠（g/L）10。