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关键词： 异构烷烃   少水染色   涤纶织物   分散染料   染色性能  

摘要： 采用一种新型异构烷烃介质对涤纶织物进行分散染料少水染色,探究了染色温度、染色时间、染色浴比以及水的添加量对织物染色性能的影响,并与传统水浴染色织物的色牢度进行对比。结果表明:在染色温度为130℃,染色时间为60 min,染色浴比1∶30,加水量为50%(omf)时,织物的K/S值最大,颜色饱和度最高,匀染性最好;同时,新型异构烷烃介质少水染色织物的耐皂洗、耐摩擦色牢度均与传统水浴的染色水平相当。

摘要： 《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称“新课标”)在教学内容要求中提到“描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性”“阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞”“阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状”等。在对上述概念的学习过程中，细胞分裂过程的抽象性、复杂性和微观性，导致细胞分裂过程始终是学生学习的难点。

关键词： 染色动力学   染色热力学   聚环氧氯丙烷胺化物   中性固色活性染料   色域空间   上染率   固色率   K/S  

摘要： 棉织物具有吸湿透气、柔软舒适、亲肤等优点被广泛应用于日常生活当中。活性染料具有色谱全色泽度好,价格便宜,并且是唯一可以与棉纤维形成共价键的染料,被广泛应用于棉织物的染色。由于活性染料对棉织物进行传统水浴染色过程中存在染料利用率低等问题,导致排放的废水中含有大量未反应及水解的活性染料、盐碱和其他化学助剂,造成严重环境污染,如何提高活性染料上染率和固色率,高效利用染料,降低盐碱用量,实现绿色环保染色,成为纺织印染行业绿色可持续发展亟须解决的问题。目前提高活性染料上染率的方法主要有:(1)非水体系染色;(2)阳离子助剂改性棉织物染色;(3)开发阳离子活性染料;(4)开发无盐或低盐染色助剂。 本论文首先通过合成制备一定分子量聚环氧氯丙烷胺化物,然后对棉织物进行阳离子化改性,并对改性后的棉织物使用常规中温型雷马素活性染料和中性固色型雅格素活性染料进行染色,可以有效地提高染料的上染率最终达到95%以上,同时减少盐和碱的使用。其次系统性地研究了活性染料在改性棉织物上的上染性能和染色机理。具体研究内容及结果如下:1、改性剂PECH-amine的合成与棉织物的改性性能研究。为了探明阳离子改性性能,首先通过单因素实验找到最佳改性工艺并对改性后的棉织物进行性能测试。结果表明改性剂成功与棉织物反应结合,改性棉织物在p H=7水中表面电位由负电荷转变为正电荷,改性对棉织物的强力,外观形貌无明显影响。2、改性棉织物染色性能与机理研究。本文棉织物采用3%(o.w.f)改性剂、5 g/L NaOH、60℃改性温度、25 min改性时间改性工艺对棉织物进行改性并染色。研究结果表明中性固色活性染料和常规活性染料在棉织物的上染率和固色率均远高于传统水浴染色,上染率为:95%以上,固色率为:70%以上,通过聚环氧氯丙烷胺化物改性,获得改性棉织物的染色符合朗格缪尔热力学模型和准二级动力学模型。3、改性棉织物拼色与色域空间的研究与应用。为使改性棉织物染色产业化应用得到进一步发展,本文对改性后棉织物进行了拼色性能的研究,研究结果表明,改性剂可以有效地拓宽棉织物染色色域空间,拼色后的棉织物匀染性有所下降但仍符合服用标准,其色光、色域相较于传统水浴染色均有一定的改变。 综上,聚环氧氯丙烷胺化物可以应用于棉织物的阳离子化改性,改性棉织物性能符合预期,为活性染料的高利用率染色和棉织物活性染料无盐染色相关研究提供理论参考。

关键词： 棉花散纤维   无盐染色   表面活性剂   匀染性  

摘要： 对棉花散纤维染色可使色纺纱在同一根纱线上显现出多种颜色,使色纺纱具有朦胧立体感,颜色更加丰富饱满,并且这种先对棉花散纤维染色再将其纺制成纱的工艺,相对于传统工艺缩短了生产流程、降低了生产成本、减少了环境污染,在节水减排的同时大大增加了纱线的附加值。但棉花散纤维活性染料染色同样存在着传统染色中大量使用无机盐、含盐废水色度高、染料利用率低等问题。通过对棉纤维阳离子化的方法可以实现无盐高固色率染色,但这种方法会导致新的染色不匀问题。 为解决以上问题,本文使用阳离子改性剂ENT对棉花散纤维进行阳离子化改性,以改性散纤维的阳离子含量以及活性红195染料浸染染色的固色率为依据,探究了反应温度、反应时间对阳离子化处理效果的影响,确定了最适改性条件。对改性棉花散纤维进行XPS表征证实ENT成功接枝到棉花散纤维上;SEM、XRD、TGA测试发现阳离子改性处理对棉花散纤维的表面形貌几乎无影响,不会改变纤维的晶型,但会使纤维结晶度和热稳定性有所降低;对棉花散纤维改性前后的长度、断裂比强度、短纤维率进行测试,符合国标GB/T 29887-2013关于染色棉的内在质量要求。吸附实验表明改性棉对染料的吸附行为更符合Langmuir型吸附等温线在无盐的条件下,改性棉花散纤维染色的固色率可以达到93%以上,远高于传统有盐染色。 本文对改性棉花散纤维的染色匀染性进行了研究,探究了改性条件（反应温度、反应时间）、改性剂用量、染料用量对改性棉花散纤维染色匀染性能的影响,其中改性剂用量和染料用量为核心影响因素。通过大量的实验结果分析,最终确定了在一定染料用量下的最适改性剂用量Cov,为改性棉花散纤维的均匀染色提供参考。同时发现在非Cov的改性剂用量下,阳离子改性散纤维很容易出现染色不匀现象。 为解决可能出现的染色不匀问题,本文采用添加表面活性剂的方法提高改性棉花散纤维的染色匀染性。探究了阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、阳离子型表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵（DDBAC）、非离子型表面活性剂聚氧乙烯月桂醚（Brij-35）以及两性表面活性剂3-磺丙基十二烷基二甲基甜菜碱（SB3-12）对非Cov改性的棉花散纤维染色匀染性的影响。最终通过适量复配DDBAC和Brij-35,将活性黄145、活性红195、活性兰19、活性黑5染色的非Cov改性散纤维的匀染性Sr值从处理前的0.120、0.142、0.134、0.120降低到了复配表面活性剂处理后的0.052、0.061、0.063和0.058,成功提高了非Cov改性的棉花散纤维染色匀染性,提高了阳离子改性棉花散纤维活性染料无盐染色的应用价值。

关键词： 轧染   矿化   净化水   盐回用   水回用  

摘要： 活性染料虽具有适用性广、染色牢度高等优点,但其在染色过程中盐碱使用量大、后处理工序繁琐耗时、废水处理负担重等问题也是行业亟待解决的问题。本课题结合棉织物轧染染色的特点,以染品的提质增效,盐、水回用,实现节能降耗为目标,首先对轧染染色工艺进行优化,确定其具体工艺参数;然后首次将矿化技术引入棉织物轧染染色后处理中,通过添加矿化助剂XBD和XYK,在保证染品染色性能的前提下,缩短工序,降低后处理残液色度指标;再通过对收集的原废液进行异位矿化处理,将废液中水解的活性染料及其他杂质矿化分解为小分子无机物,配以RO膜处理得到含盐浓缩水和无盐净化水,实现盐和水的回收;最后,将含盐浓缩水和无盐净化水再回用于活性染料轧染染色。 首先,采用活性艳兰BRV、活性染料红BES和活性黄S-3R三只染料,在120 g/L染料用量下对实验室中轧染染色工艺进行优化,确定了最佳轧染染色工艺参数:Na2SO4用量200 g/L,固色碱液中Na OH用量3.0 g/L、Na2CO3用量20 g/L,模拟汽蒸温度为120°C,模拟汽蒸时间为4 min。在此条件下,棉纤维的电离程度和溶胀程度更高,复合碱剂中的碳酸钠兼具了固色碱剂和无机盐的作用,且优异的p H值缓冲能力与氢氧化钠复配,使棉织物获得较高的表观K/S值和各项牢度指标。 其次,将矿化技术引入到后处理工艺中,通过工艺的筛选和参数的优化,确定了矿化后处理工艺4#,优化后的的矿化工艺参数:XBD 0.5 g/L,XYK 3.0 g/L,矿化温度80°C,矿化p H值在1.8左右。后处理采用矿化工艺,在保证染品色牢度的基础上,将传统后处理的6道工序缩减至4道,在实验室条件下实现了后处理时间、能源和水的节约。同时,还降低了后处理残液总量以及残液色度,减轻废水处理的负担。经强力测试与SEM测试结果表明,棉织物的力学性能和表面形态结构均未受到矿化技术的影响。 采用多种色号在不同染料用量下染色,收集矿化后处理的矿化残液并进行异位矿化处理,通过筛选确定了XBD异位矿化体系。经异位矿化后的废液色度降低率和CODcr值降低率均在90%以上,效果显著。得到的原水再通过RO膜反渗透处理,可分别得到含盐浓缩水和无盐净化水。通过对两种水样的送检可知,它们均达到纺织染整工业回用水水质的各项标准要求,实现了盐、水的回收。 最后,采用含盐浓缩水配制固色碱液回用于染色,所得染品的各项染色指标与采用去离子水相比无明显差异。采用含盐浓缩水配制固色碱液、无盐净化水配制染液且回用于后处理,与采用去离子水染色相比,所得染品的K/S值和牢度等级基本保持一致;虽然个别色号存在色差,但DEcmc值都小于1.5,后期可通过调整染料配比消除。进一步观察棉织物的SEM、红外光谱和XRD测试可知,将盐、水回用于活性染料轧染染色和后处理,棉织物原本的形貌结构和棉纤维自身的化学结构、结晶度均保持稳定。 活性染料轧染染色后处理中引入矿化技术,再配以废水处理的异位矿化和RO膜技术,可实现盐、水的回用,减轻印染废水的处理负担,早日实现碳达峰、碳中和的战略目标。 本篇文章中共有图31幅,表42个,参考文献61篇。

关键词： D5介质染色体系   羊毛纤维   活性染料   染色微环境   染色机制  

摘要： 羊毛是一类具有特殊鳞片层结构的蛋白质纤维,在传统水介质染色过程中,为提升染色性能需添加大量的匀染剂和盐,为除去纤维表面浮色常需进行后道碱洗,不仅水耗和能耗高,还导致染色废水中含有大量表面活性剂、未上染染料以及染色产生的无机盐,给废水处理带来困难,同时引发一系列环境问题。近年来,随着染整行业对绿色低碳和可持续发展要求的提高,已初具产业化规模且适用性广、耗水量少的十甲基环五硅氧烷（D5）介质少水染色技术受到行业的广泛关注,并展现出优异的社会和经济效应。然而,D5介质少水染色技术在羊毛纤维活性染料染色方面的理论探讨和应用研究仍处于空白阶段。 基于以上分析,本论文采用染料利用率高且无金属污染的活性染料,在D5介质少水染色技术下系统探讨其在含鳞片层结构羊毛纤维上的染色可行性及染色机制。主要内容涉及:探讨羊毛结构对染料上染的影响,进而探究羊毛染色微环境、羊毛物理化学性质与染料上染率之间的关系,以及染色各相分配在促进羊毛溶胀、提高染料吸附和固色上的作用等;深入探讨四种不同活性基活性染料的染色动力学特性和染色热力学特性,并初探染料结构与上染率和固色率的关系,丰富羊毛D5介质少水染色技术的染色理论,从而研发出一种适合于多种类羊毛活性染料D5介质少水染色的工艺;通过与传统水介质染色法、其他羊毛少水/无水染色技术进行对比,多角度分析羊毛纤维D5介质少水染色技术的优势和应用潜质。本论文研究成果可为开发和应用一种全新的羊毛染色方法奠定基础,拓宽D5介质少水染色体系对纤维的适用范围,促进D5介质染色技术的新发展,引领毛纺行业节水减排加工技术的进步。主要研究结论如下: （1）D5介质少水染色体系中,羊毛鳞片层等结构严重影响活性染料在羊毛上的上染率和固色率,且影响程度明显高于传统水介质染色。通过探究多种类羊毛间结构差异、单一种类羊毛结构与染色性能的关系发现:羊毛结构中鳞片层是影响其在D5介质少水染色体系中染色的主要因素,其中疏水F层阻碍了染料水溶液在纤维表面的吸附,鳞片的开合决定了染料水溶液是否能够与羊毛纤维皮质层接触从而进入羊毛内部;此外,内部类脂类物质是次要影响因素,并在一定程度上阻碍了活性染料在羊毛内的扩散。因此,剥鳞片羊毛D5介质少水染色过程中,染料可直接从水相扩散到羊毛皮质层,并渗透到羊毛内部,实现>98%的染料上染率和固色率。但对含鳞片层的羊毛,染色过程中则需等鳞片张开后,染料水溶液方能通过鳞片间隙与羊毛皮质层结合,实现染料的扩散和渗透,导致少水染色体系羊毛上色量不理想。 （2）通过改变羊毛染色微环境、调控染色水溶液状态、调整染色各相间作用获得D5介质羊毛活性染料少水染色机制,以此实现含鳞片羊毛染料上染率和固色率的提高。与传统水介质染色活性染料上染羊毛路径相似,D5介质少水染色体系主要包括:染料在染浴中移动（扩散）、染料水溶液在羊毛表面的吸附、染料被羊毛吸附以及染料在羊毛内的渗透和固着。羊毛D5介质少水染色过程中水溶胀纤维模式、染色水的分配和D5介质的作用与水介质染色不同:需外力作用下使染料水溶液与纤维之间发生碰撞方可克服F层的疏水阻碍溶胀羊毛;染色水部分吸附在羊毛表面形成染色微环境,另一部分存在于D5介质相可与纤维上水相交换实现染料的转移;D5对油溶性类脂类物质的萃取作用有助于减小F层的疏水阻碍溶胀纤维,减小染料在纤维内的扩散阻碍,利于染料渗透。基于此可通过引入酸预处理改变羊毛表面染色微环境以及调整纤维装入密度和染色水量控制染液交换程度分别提高染料的上染率和固色率。得益于高度浓缩低p H值染液产生的纤维内外较大的浓度差和较高的扩散双电层的ξ电位、体系染料水溶液与纤维间的高效交换、D5介质对油溶性类脂类物质的萃取作用等,染料能有效从水相扩散吸附到羊毛上并在其内部渗透,获得与水介质染色相当的透染效果。 （3）羊毛D5介质少水染色体系中活性染料的上染模型、染料适用性与水介质染色基本一致,但该少水染色体系染料倾向于获得较快较高的染色平衡。通过选择四种不同活性基活性染料并探究其上染特性以及染色规律发现,D5介质少水染色体系活性染料上染羊毛纤维的动力学曲线符合准二级动力学模型,热力学曲线更符合格朗缪尔等温线方程,染料上染速率受化学吸附过程控制,属于受离子键作用的单分子层定位吸附。此外,活性染料在D5介质少水染色体系中的染色速率常数、表观扩散系数、扩散活化能均较水介质染色大,说明活性染料在D5介质少水染色体系中可较快地达到染色平衡需要消耗更多的能量;D5介质少水染色体系中活性染料和羊毛的亲和力远大于水介质中的亲和力,归因于活性染料小液滴与D5介质间强界面排斥力而使活性染料在染色体系中的化学位提高;提高染色温度有助于提高活性染料和羊毛的亲和力,提高染料的上染率和固色率,归因于羊毛表面鳞片层的张开需要较高的温度。与水介质染色相比,D5介质少水染色工艺在不

关键词： 活性染料   皂洗   浮色   催化   吸附  

摘要： 纺织服装产业是我国重要的民生产业,印染是纺织产业链中的重要环节。水资源和能源消耗是印染行业重要绿色发展约束。水洗是印染加工过程耗水和耗能的主要工序,用水量约占总量70%,能耗约占总量的50%。作为应用最广的染料,活性染料染色后水洗环节尤为重要,尤其在染深浓色时,织物上有大量未与纤维发生固色反应的染料（浮色）,去除不净会严重影响织物色牢度。染色后皂洗是去除浮色的有效途径。但传统皂洗方法对浮色去除效率较低,需要大量用水和长时间水洗。提高皂洗效率是实现活性染料染色技术绿色发展的关键,对印染行业突破绿色约束具有重要意义。 本研究融合物理吸附、化学催化、绿色净洗等方法,强化界面传质,加速浮色从纤维向水洗液转移的过程,构建了绿色高效的活性染料染色棉织物高效水洗技术。 首先,进行了用于浮色富集的高效吸附材料的制备。研究发现,高效吸附材料可通过其疏松多孔的结构实现对浮色的吸附,并且高效吸附材料上的带正电荷基团能与染料阴离子发生静电吸附,大大提高了吸附效果。将该高效吸附材料其应用于皂洗工艺过程中,发现能够有效提高皂洗效果,可节省3道水洗,显著减少水的使用。 其次,构建了基于氧化分解的浮色消除体系,将铁氧化物与活性炭粉体固定在由聚乙烯醇和海藻酸钠形成稳定的蜂窝网状结构中,制备磁性铁氧化物碳复合微球,用于活化过硫酸盐,实现对浮色高效水洗。研究发现,该体系对构成浮色的染料分解良好的分解性能,20 min内染料降解率达到93.87%。而且,磁性铁氧化物碳复合微球的双交联结构赋予磁性Fe3O4颗粒较高的稳定性和可回收性,可最大程度避免类芬顿反应中铁泥的产生。 由此所形成的绿色高效皂洗技术较之传统皂洗工艺可减少水洗次数,降低皂洗温度,减少水资源的消耗,降低了过程能耗,为清洁染整技术发展做出积极探索。

关键词： 剑麻纤维   活性染料   染色工艺   力学性能  

摘要： 剑麻纤维是一种具有良好力学性能和耐腐蚀性能并且绿色环保的天然纤维。但其染色困难，在染制深色时染色效果差，限制了剑麻产品的开发。提升剑麻纤维染色效果，才能拓宽剑麻产品市场，发展剑麻产业。 　　本论文探讨了M型活性染料对剑麻纤维的最佳染色工艺，并采用热水处理、酸处理、碱处理三种方法对剑麻纤维预处理，对碱处理工艺进行正交设计并优化，以提升剑麻纤维染色效果。主要研究内容如下： 　　（1）针对M型活性染料，对各染色工艺阶段分开讨论，得到最优染色工艺参数：上染浴比1∶20，染料浓度2%（o.w.f.），染色温度80℃，染色时间60min，促染剂用量30g/L;固色浴比1∶10，碱剂用量20g/L，固色温度60℃，固色时间25min;皂煮浴比1∶30，皂片用量为2g/L，皂煮温度70℃，皂煮时间8min。 　　（2）分析比较热水处理、酸处理、碱处理对剑麻纤维的染色效果、力学性能、化学结构的影响，得到结果：剑麻纤维经热水处理后最大固色率为41.7%，K/S值为9.753;剑麻纤维经酸处理后最大固色率为44.7%，K/S值为10.316;剑麻纤维经碱处理后最大固色率为51.6%，K/S值为11.082。在三种预处理手段中，碱处理可以最大程度提高剑麻纤维的染色效果。 　　（3）以固色率、K/S值为指标，对碱处理工艺进行正交设计，得到碱处理的最优工艺参数：碱浓度125g/L，温度70℃，时间30min，浴比1∶10。在最佳工艺参数条件下，处理后的剑麻纤维固色率为53.1%，K/S值为11.326。优化后的碱处理工艺减少了58.3%碱用量，固色率提高了2.9%，K/S值提高了2.6%。

关键词： 莱赛尔针织物   原纤化   防原纤化助剂   活性染料   浸渍法  

摘要： 莱赛尔纤维因其原料来源于速生树木、碳排放量低、强度高、舒适性好、纺丝溶剂可回收等优点,成为了绿色低碳纺织品的重要选择。但是,莱赛尔纤维在湿态条件下摩擦,表面容易产生微小的原纤,出现原纤化现象。尤其是在莱赛尔针织物的间歇式湿热和碱性加工过程中,织物与织物及织物与缸壁之间的摩擦,更容易导致原纤化,造成“白斑”、“霜花”等印染疵病,严重影响产品质量。 针对上述问题,本文研究了不同结构的活性染料和不同类型防原纤化助剂对莱赛尔针织物原纤化现象的影响规律,揭示了防原纤化助剂分子对莱赛尔大分子链的交联机理,建立了活性染料和防原纤化助剂对原纤化的协同防控方法。首先,分别使用一氯均三嗪活性基活性染料、乙烯砜活性基活性染料、双一氯均三嗪活性基活性染料、双乙烯砜活性基活性染料和乙烯砜一氯均三嗪活性基活性染料对莱赛尔针织物进行染色处理。然后,采用水性聚氨酯型助剂UP-WN、双氰胺环氧氯丙烷缩合型助剂SY-730和三羟乙基环氧丙基氯化铵聚合物助剂TAP等三种类型防原纤化助剂对莱赛尔针织物进行处理,研究了pH值、防原纤化助剂用量、处理温度以及处理时间对莱赛尔针织物防原纤化效果的影响。借助扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等仪器对防原纤化效果及其机理进行了表征和解析。 结果表明,与单活性基活性染料相比,双活性基活性染染料能够在染色过程中与不同的莱赛尔纤维大分子链反应,形成“架桥”结构,因此染色后能够赋予莱赛尔织物一定的防原纤化效果。染色后使用防原纤化助剂处理莱赛尔针织物能够进一步提升防原纤化效果。水性聚氨酯型助剂UP-WN可利用自身携带的反应基团及季铵盐基团与纤维发生交联反应,并且还可以在纤维表面形成一层薄膜,从而保护纤维表面不受损伤。双氰胺环氧氯丙烷缩合型助剂SY-730和三羟乙基环氧丙基氯化铵聚合物助剂TAP上携带有活性反应基团,因此可与纤维上的羟基发生共价交联反应,增强了纤维大分子间的横向结合力,能够阻止原纤化的产生。通过织物表面电位、纤维侧向溶胀度以及结晶度等数据发现,防原纤化助剂能够成功进入纤维内部,并在纤维大分子链上发生交联反应,增强了纤维之间的结合力,降低了纤维的侧向溶胀度。同时,经过防原纤化助剂处理后,不仅能够有效提升染料的固色率,并且能够防止织物经过多次水洗处理后表面出现原纤化。因此,本研究对于防止莱赛尔针织物原纤化现象,提升产品品质具有较大的应用潜力。