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关键词： 活性染料   聚合物微球   改性   染色   棉织物   羊毛织物  

摘要： 纺织品着色最主要的色素是染料和颜料。染料的应用工艺流程长,能耗、水耗高,而且产生大量难以处理的有色废水。颜料着色工艺流程短,具有显著的节能减排优势,但其粒子形状不规则,几何尺寸差异较大,用于纺织品着色存在色泽萎暗、耐摩擦色牢度低和手感差等问题。彩色聚合物微球的比表面积大,着色性能优异,已在生物医学、电子显示和油墨等领域得到广泛应用,可兼具染料色彩鲜艳和有机颜料耐久性好等优点,弥补染料和颜料存在的不足,在纺织印染领域也逐步受到关注。本文针对活性染料利用率低和环境污染等问题,以活性染料/聚合物微球为研究对象,主要工作和重要结论如下:1.利用染色法,采用活性红195、活性黄95和活性蓝72制备了粒径为90～136nm的活性染料/聚合物微球。通过改变染料用量可调节活性染料/聚合物微球的粒径、Zeta电位和染料吸附量。活性染料母体结构和水溶性基团对活性染料/聚合物微球的粒径和Zeta电位影响显著,疏水性强和平面性好的活性染料在阳离子聚合物微球上的吸附量大。2.采用乙二胺对活性染料/聚合物微球进行改性,研究乙二胺与活性染料反应性基团之间的共价结合特性,致使微球外层更紧凑以限制染料分子的迁移。将乙二胺溶液往活性染料/聚合物微球分散液中滴加,在p H值为11、乙二胺用量为40%、改性温度和时间分别为60°C和120 min的最佳制备工艺条件下,制得粒径为96.5 nm、多分散指数为0.075、Zeta电位为–33.7 m V的胺化活性染料/聚合物微球。3.利用无盐少碱的染色技术,采用活性染料/聚合物微球对预处理棉织物进行染色,探讨染色棉织物颜色增深的机制。染色棉织物的K/S值可达采用相同用量活性染料染色棉织物的5.3倍,鲜艳度得到显著提升,匀染性较好,且耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均达到4级及以上。4.在羊毛纤维表面创建活性中心和微纳结构,探究纤维表面与活性染料/聚合物微球之间的相互作用机制,确定采用阳离子化和等离子体联合处理羊毛纤维的方法更有利活性染料/聚合物微球吸附于羊毛纤维表面。随着染色温度升高,染色时间延长,采用活性染料/聚合物微球染色羊毛织物的K/S值均逐渐增大;随着染浴p H值增大,着色羊毛织物的K/S值先增大后减小,在色素分散体系原液p H值处,其K/S达到最大值。着色羊毛织物的主要色牢度达到3～4级及以上,能满足实际应用的要求。

关键词： 剑麻   活性染料   染色:拼色   上染  

摘要： 剑麻纤维具有质地坚硬、价格低廉、可自然降解、吸放湿性能好等诸多优良性能,在工业、农业、国防领域方面具有特别广泛的应用。近年来,随着人们对环保和生态问题越来越关注,剑麻纤维作为一种植物纤维逐渐走进人们的视野。但是剑麻纤维因其自身纤维分子结构排列紧密,导致其染色性能不佳,这些严重制约了剑麻纤维及其织物的在纺织领域的广泛应用。为了对剑麻纤维的染色性能有更多的了解和认识,本文选择活性染料中的汽巴克隆系列染料进行了染色、拼色等方面的研究,具体包含了以下三个方面的研究:(1)首先借助染色动力学和染色热力学相关知识对活性染料上染剑麻纤维的染色机理进行研究。根据上染速率曲线分析三种染料上染过程特性,升高温度能够提高染料的上染百分率,在同一温度下汽巴克隆红的上染百分率高于另外两种染料的平衡上染百分率;在温度升至70℃和80℃的条件下,汽巴克隆黄和汽巴克隆蓝的上染情况比较接近。根据对染色动力学相关参数的计算,发现温度升高,扩散系数增大而半染时间减小;对热力学分析发现三种染料上染符合朗格缪尔型曲线。(2)以染色深度和固色率为指标,探究了三种不同的染色工艺上染剑麻纤维性能的影响,最后发现相比于一浴一步法,一浴两步法和预加碱工艺的色深和固色率情况较好;并且在染色深度相同的情况下,对比了一浴两步法和预加碱工艺所使用的染料量,以一浴两步法为对照,预加碱工艺中汽巴克隆红、黄、蓝的染料节约率达到36.10%、33.33%、34.64%。接着以促染剂的用量、固色剂的用量、染色温度、染色时间四个单因素对染色性能进行了分析,进一步设计了四因素三水平正交实验,确定了最佳染色工艺条件:促染剂的用量为30g/L,染色温度为80℃,染色时间为60min,固色剂的用量为20g/L。发现在最优工艺下,经过染色后的纤维颜色鲜艳,上染情况较好,纤维表面横纹竖节不明显;对比力学性能发现,纤维的断裂强度下降了12.44%,断裂伸长率增加了9.09%,初始模量则下降了8.04%。(3)借助上染速率曲线、染色特征参数等方式探究配伍性能。通过实验发现:该系列单一染料的上染速率接近,染料的亲和力差别较小;此外通过S、E、F、R染色特征参数的计算,三种染料之间的染色特征值之间的差异低于15%,符合配色的要求。其次建立汽巴克隆红/黄、汽巴克隆红/蓝、汽巴克隆黄/蓝两组分拼色体系和汽巴克隆红/黄/蓝三组分拼色体系,汽巴克隆红染料在两组分体系和三组成体系当中,上染率情况几乎没有变动,能够保持较好的独立性。汽巴克隆黄和汽巴克隆蓝的上染率情况在三组分当中的差异较大。最后按照不同的组合方式对纤维进行染色后,对比常规染色工艺和预加碱工艺,发现拼色后工艺效果理想,可用于实际生产。

关键词： 无水染色   分散染料   溶解度   化学结构-染色性能关系   分子动力学模拟  

摘要： 涤纶传统水浴染色工艺存在高耗水、高排放、高耗能的问题,而无水染色技术成为了解决此类问题的有效措施。目前,广泛研究的超临界二氧化碳染色技术因具有超高压、操作危险等问题,难以进行大规模化生产。硅基无水染色技术近年来取得快速发展,目前已实现投产,其所用介质-十甲基环五硅氧烷（D5）是一种无色无味无毒的、以硅氧（Si-O）键为主链的有机硅化合物,该体系可以实现分散染料对涤纶的无水染色,同时可以避免还原清洗。染色后,D5可以重新回收利用,可实现污水零排放,具备广泛的应用前景。但是,分散染料在D5中的溶解度较高,导致染料上染率低,不仅造成染料浪费、也增加D5介质的回收难度。本课题从分子构效关系出发,在染料分子结构重氮组分或偶合组分上引入不同数量的氰基等极性基团,通过调控染料分子空间构型及聚集形态,有效降低分散染料在D5中的溶解度,提高无水染色体系中分散染料对涤纶织物的上染率。具体研究内容如下: （1）以邻氰基对硝基苯胺为重氮组分,N,N-二氰乙基苯胺、N-氰乙基-N-乙酰氧乙基苯胺为偶合组分合成两支偶氮型分散染料。以3-氨基-5-硝基苯并异噻唑为重氮组分,以N-氰乙基-N-乙酰氧乙基苯胺为偶合组分合成一支噻唑类偶氮型分散染料。采用红外光谱、核磁共振氢谱、高分辨质谱表征合成染料的结构。研究三支合成的分散染料与C.I.分散橙25、C.I.分散红73、C.I.分散红177在无水染色体系中的染色性能,解析氰基数目和发色结构对分散染料染色性能的影响。结果表明,随着分子结构中氰基数目从1增加到3,染料在D5中的溶解度从0.34 g/L分别降低为0.25 g/L和0.0116 g/L,上染率分别从54%增加到84%和92%;当染料偶合组分相同时,重氮组分从3-氨基-5-硝基苯并异噻唑变为邻氰基对硝基苯胺,染料在D5中的溶解度从0.1696 g/L降低到0.081 g/L,降低了52%,上染率从83%增加到95%。当分散染料的重氮组分中含有噻唑时,其对促染剂（水）的依赖性比较大,随着促染剂用量增加,含2-氨基-6-硝基苯并噻唑和3-氨基-5-硝基苯并异噻唑的分散染料溶解度分别从0.096 g/L降低到0.035 g/L,0.1696 g/L降低到0.1115 g/L,分别降低了64%和34%,上染率分别提高了11%和13%。此外,分散染料取代基的改变不会降低染色织物的牢度性能。 （2）为了探究染料分子结构中取代基-晶胞堆积-染色性能的关系,分别选择C.I.分散橙25、C.I.分散红73和以邻氰基对硝基苯胺为重氮组分,N-氰乙基-N-乙酰氧乙基苯胺为偶合组分合成的分散染料进行单晶培养,解析晶体数据。结果表明,当分散染料重氮组分中引入氰基时,染料分子偶氮基两侧苯环之间的二面角从3.803°增大到17.752°,染料分子的共平面性降低,相对的两染料分子偶合组分苯环所在平面质心距离从9.4245（?）减小到3.7434（?）,相应的单个晶胞所含染料分子从4个增加为6个,染料溶解度从0.34 g/L降低到0.25 g/L,上染率增加了30%;当重氮组分相同,偶合组分中N-乙酰氧乙基取代N-乙基时,染料分子偶氮基两侧苯环之间的二面角略微降低4.3°,相对的两染料分子偶合组分苯环所在平面质心距离从3.7434（?）减小到3.5926（?）,相应的单个晶胞所含染料分子从6个增加为8个,染料溶解度从0.25 g/L降低到0.081 g/L,上染率增加了11%。结果表明,极性基团的引入增强了染料分子的堆积密度,降低了分散染料在D5中的溶解度、提高了分散染料的上染率。 （3）为了进一步揭示染料分子化学结构与染色性能的关系,使用GROMACS2020.4在OPLS-AA全原子力场条件下对C.I.分散橙25、C.I.分散红73和以邻氰基对硝基苯胺为重氮组分,N-氰乙基-N-乙酰氧乙基苯胺为偶合组分合成的分散染料进行分子动力学模拟,模拟计算不同结构染料在无水染色体系中的均方位移、溶剂的可及表面积、染料分子质心之间的径向分布函数、D5-染料分子-纤维之间相互作用能及染料分子聚集形态及其在纤维表面吸附过程。结果表明:当分散染料重氮组分中引入氰基时,染料分子的聚集程度增加,随之染料分子在D5介质中的扩散系数从6.07×10-4/cm-2·s-1降低到3.35×10-4/cm-2·s-1,染料与D5和涤纶纤维之间的相互作用能差值从385 KJ/mol变化至-63 KJ/mol,染料与纤维之间的结合力增大,上染率增加30%;当重氮组分相同,偶合组分中N-乙酰氧乙基取代N-乙基时,染料分子的聚集程度增加,同时染料分子在D5介质中的扩散系数从3.35×10-4/cm-2·s-1降低到0.53×10-4/cm-2·s-1,染料与D5和涤纶纤维之间的相互作用能差值从-63 KJ/mol增大至-

关键词： 芳伯胺染料   蛋白质纤维   醛组分   Mannich反应   染色   色牢度  

摘要： 目前,用于蚕丝和羊毛蛋白质纤维染色的染料中,酸性染料、天然染料染色的织物湿处理牢度不佳;金属络合染料的重金属污染严重;尽管活性染料色牢度比较高,但也存在用盐量大、染料利用率低等问题。因此,研究和开发一种高色牢度、高利用率、低盐低能耗染色的染料类型及其应用技术,对蛋白质纤维纺织产业的高质量可持续发展具有重要意义。在课题组前期工作中,提出了基于低温Mannich反应的染色方法,将含芳伯胺基的酸性染料通过醛组分的桥接作用,可与蚕丝蛋白形成了共价键结合。本论文进一步研究染料结构与Mannich反应染色性能的构效关系,详细研究染色条件单因素变量对蚕丝和羊毛染色性能的影响规律,优化染色工艺,从而完善Mannich反应染色技术。首先,以H酸、J酸、γ酸为偶合组分自制合成了6只分别含有单氨基和双氨基的芳伯胺酸性染料,并选用含有氨基结构的的商品染料C.I.酸性绿20为研究对象,分别以甲醛和丙酮醛作为醛组分,探究芳伯胺染料对蚕丝的Mannich反应染色性能。结果表明,Mannich反应染色获得的蚕丝织物的上染率、色深值(K/S值)以及相对固色率都高于酸性染料对蚕丝的常规染色工艺,且染色蚕丝织物具有良好的色牢度,以H酸结构为偶合组分的合成染料H1、H2和商品化C.I.酸性绿20染色蚕丝织物的色牢度更为优异;同时,含双氨基的芳伯胺染料具有更高的染色效率。在此基础上,对Mannich反应染色工艺条件进行优化。研究结果表明蚕丝织物采用优化后的Mannich反应染色工艺获得的色深值明显高于酸性染料染蚕丝的常规染色工艺,各只染料染色的上染率可达到95%以上,相对固色率相比于酸性染料常规染色工艺有显著的提高,且色牢度优异。然后,将Mannich反应蚕丝染色工艺应用于氯化处理羊毛染色。选用商品染料C.I.酸性绿20和自制合成染料H2对羊毛进行Mannich反应染色,以丙酮醛作为醛组分,并进行工艺优化。结果表明,对氯化羊毛织物采用60℃条件下Mannich反应染色工艺,获得的上染率、色深值(K/S值)和相对固色率均高于酸性染料98℃常规染色工艺,且色牢度相当。因此,芳伯胺酸性染料采用Mannich反应染色可实现对蛋白质纤维的低温高效反应性染色,蚕丝在30～60℃、羊毛在60℃条件下的Mannich反应染色织物的色深值和相对固色率明显高于酸性染料常规染色工艺,且具有优良的色牢度。

关键词： 活性染料   染色残液   脱色   补液   回用技术  

摘要： 活性染料染色残液中含有大量的活性染料、盐和碱,加强废水回用既可减少废水排放,又可避免资源浪费。现以活性残液脱色回用法和补液回用法为主线,对近十几年来活性染料染色残液的回用技术进行归纳总结。

关键词： 染色   活性染料   莫代尔织物  

摘要： 采用具有双活性基团的高性能SF型活性染料对莫代尔织物进行染色,优化染色工艺为:染料2%(omf),渗透剂KF 1 g/L,元明粉50 g/L,碳酸钠16 g/L,固色温度50℃,固色时间50 min。染色后的织物具有较好的耐洗、耐摩擦和耐汗渍色牢度,织物强力变化不大,各项指标均能满足服用要求。

关键词： 经轴染色机   精练   桑蚕丝织物  

摘要： 针对桑蚕丝织物传统精练水耗能耗高的问题,设计采用经轴染色机堆置精练,探讨了生产中的工艺因素对织物精练效果的影响。生产实践表明,桑蚕丝织物经轴染色机堆置精练工艺为精练液中氢氧化钠20 g/L、耐碱精练剂10 g/L,以40℃温度喷射10 min后,打卷室温堆置24 h,再采用保险粉在98~100℃漂白30~40 min,产品精练效果好。

关键词： 遥爪聚合阳离子活性染料   棉织物   无盐染色   PEG  

摘要： 本文合成了三支含有PEG作为间隔基的遥爪聚合物型阳离子活性染料,并考察了该染料对棉织物的无盐染色性能。结果表明,竭染率和固色率分别在85%和75%以上,对纤维素纤维具有良好的亲和性;染料的干摩擦色牢度均达到4~5级,耐光色牢度达到5~6级;BCD-Y皂洗牢度3~4级,其他两支染料的皂洗牢度达到4~5级。

关键词： 染色   毛用活性染料   动力学   提升性   壳聚糖纤维  

摘要： 研究了毛用活性染料在壳聚糖纤维中的染色动力学参数和最佳染色工艺。结果表明:毛用活性染料对壳聚糖纤维的染色动力学满足准二级动力学模型,相关系数在0.99以上,元明粉的加入不会影响其吸附模型;优化的染色工艺为pH=5.0、温度80℃、时间50 min、匀染剂质量浓度1.0 g/L,并且具有较好的提升性。

关键词： 次位概念   染色体变异   核心素养  

摘要： 设计“染色体变异”一节教学时,按照建构和分解“重要概念”的思路,分析“染色体变异”一节的核心问题和次位概念,力求通过建构模型、分组讨论、学生总结等一系列探究活动,使学生真正认识染色体组等众多次位概念,发展学生的生物学学科核心素养。