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关键词： 分散染料   硅基非水介质   促染剂   溶解度   溶胀  

摘要： 涤纶在整个纺织染整领域有着十分普遍的使用,但是涤纶是一种疏水性纤维,在染色时,染料进入纤维的无定性区。聚酯纤维的无定性区的结构较紧密,大分子链取向度高,分子间隙小,染料分子不容易在纤维的内部,整体的染色比较困难。所以聚酯纤维应该使用相对分子质量低,结构相对简单的染料染色,分散染料符合这一性质。为了使得涤纶织物性能更好,一般使用高温高压染色法。但是高温高压法对设备要求很高,染色时间长,分散剂以及部分为溶解的染料会伴随残余的染液排放,造成对环境的污染与破坏。因此,需要对聚酯纤维的染色工艺进一步探究,降低废水中污染物的浓度,开发少水甚至无水的染色领域。分散染料/十甲基环五硅氧烷染色体系作为一种全新的非水介质染色工艺,大大减少了在染色过程中分散剂的用量。可有效的解决传统水浴染色以及上述非水介质染色中的一系列问题。基本实现污水零排放。刘今强教授团队已经对涤纶的非水介质染色工艺有了初步的探索,确定了涤纶D5非水介质染色的可行性,并解决了纯D5介质中染料上染率低的问题。但对于涤纶在D5介质中的上染率的影响因素没有进一步探索,本课题从纤维的溶胀情况,以及染料的溶解性等方面进一步探索影响上染率因素。经实验表明:选择促染剂时,在D5染色介质中加入少量的促染剂X和促染剂Y可以提高分散染料的上染率。探究染料在介质中的溶解度与上染率的关系,发现在染色过程中,随着温度的升高,染料的溶解度与上染率都不断增加。随着保温时间的增加,染料的溶解度与上染率都不断的增加,最后达到平衡。改变加入促染剂的pH对染料的溶解度与上染率没有明显的影响。在D5介质中加入一定的促染剂X和促染剂Y,可以明显的降低染料的溶解度,随着染料溶解度的下降,上染率不断提高,并在某一促染剂X的量或者促染剂Y的量同时达到溶解度与上染率平衡。分散染料的上染率与染料的溶解度呈K为负值正比例关系。经试验表明,分散染料在D5介质中的溶解度越高,上染率会相对降低。并且确定了三种分散染料的最佳染色工艺,分散红177为染色温度140℃,保温时间50 min,促染剂X量15%(o.w.f);分散橙30为染色温度140℃,保温时间50 min,促染剂X量15%(o.w.f);分散蓝367为染色温度140℃,保温时间50 min,促染剂X量20%(o.w.f)。在染色过程中,部分染料会进入到纤维的内部,并会残留在纤维内部,所以D5在染色过程中对纤维有一定的溶胀作用,且远小于纯促染剂X,在染色时加入一定量的促染剂X和促染剂Y可以明显提高纤维的溶胀率,更多的染料进入纤维内部,从而增加染料的上染率。D5和以及D5加入促染剂染色后,纤维的热稳定性有所提高,且物理性质稍有改变;经D5以及促染剂染色处理后的纤维不会引起其结晶内部结构的变化;经D5和促染剂染色处理过的纤维的结晶的完整性提高。

关键词： 纤维素织物   活性染料   湿短蒸染色   固色率   K/S值   清洁染色  

摘要： 为了提高活性染料湿短蒸染色织物表观颜色深度和固色率,本论文探明并验证了静电作用、湿织物表面温度变化和疏水作用对活性染料湿短蒸染色效果影响,创建了可工业化的活性染料浸轧-堆置-汽蒸染色工艺,并对相关染色机理做了初步的探究。主要研究结果概括为以下几点:(1)棉织物经过阳离子聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-对-乙烯基苄基三甲基氯化铵)P(St-BA-VBT)微球改性后,表面Zeta电位从-24.9 mV提升至+13.5 mV。与未处理织物相比,改性棉织物所需要的Na2C03浓度和汽蒸时间分别减少了37.5%和40%,其表观色深K/S值和固色率均高于未处理棉织物,最大可提高39.4%和14.3%;结果表明削弱活性染料和纤维之间静电斥力有利于湿短蒸染色。(2)湿织物热常数(导热系数和容积热容)决定织物升温速率和湿短蒸染色性能。硫酸钠使得浸轧染液湿织物导热系数和容积热容分别降低4.4%和5.5%,有利于湿织物快速升温,导致染色织物K/S值和固色率分别提高1.1和10.3%。织物的导热系数、容积热容与带液率满足玻尔兹曼函数关系,相关性高于0.96。带液率从30%提高至80%时,湿织物导热系数和容积热容显著增大,升温至90℃所需汽蒸时间延长约15 s,染色织物K/S值和固色率均随带液率增大而减小,与织物升温速率变化趋势一致。(3)染料活性基数目相同时,单位水溶性基团所承载的分子量越大,疏水性越强,固色率越高。在相同染色条件下,水溶性基团少的活性染料所需碱剂浓度低,汽蒸时间短,染色织物表观颜色深,固色速率大。基于水-乙醇混合介质进行湿短蒸染色时,乙醇含量越高,染得织物K/S值和固色率越大,可能归因于乙醇加快织物升温,增强染色体系疏水效应,削弱染料和纤维之间静电斥力。(4)将堆置技术引入湿短蒸染色工艺之中,创建了活性染料浸轧-堆置-汽蒸染色工艺。与常规湿短蒸工艺相比,经浸轧-堆置-汽蒸工艺染得织物K/S值增大0.3～2.8和固色率提高1.7%～16.1%;碱剂用量降低5～10 g/L;汽蒸时间缩短20%～33.3%。活性染料浸轧-堆置-汽蒸染色工艺在灯芯绒、毛巾、天丝/棉交织物中均体现出优异的染色性能和色牢度。横截面切片表明恒温堆置便于活性染料扩散;湿织物电阻值和散斑率证实了自由水分子数量和分布状态的改变。该技术有效解决了湿短蒸染色固色率低和染深性差的难题,降低了染色废水中染料和无机盐含量,既是纤维素织物活性染料湿短蒸染色的重大突破,又是纤维素纺织行业清洁印染加工的一大进步,具有广阔的应用前景。

关键词： 活性染料   硅基非水介质   水解   量子化学   反应能垒  

摘要： 活性染料具有色泽鲜艳、色谱齐全、价格低廉等特点主要用于棉纺织品的染色。但是活性染料传统水浴对棉织物进行染色时,染色废水中含有大量的电解质、碱剂和未反应的染料,使得废水处理难度较大,加重了企业废水处理的成本。为了减少染色废水的排放实现染整行业的可持续发展,为此而发明了活性染料非水介质染色技术。在该体系下活性染料可以在无盐条件下实现100%的上染率和较高的固色率。本文研究了活性染料结构在硅基非水介质体系中对固色速率的影响。首先需要对商品化的染料采用重结晶的方法进行提纯,通过提纯前后吸光度对比发现染料的有效量在84%以上。通过染色工艺的优选确定了几种活性染料在硅基非水介质中的最佳染色工艺条件:双一氯均三嗪染料(活性红120)固色温度为90℃;双乙烯染料(活性黑5)固色温度为65℃;单乙烯砜染料(活性蓝19)固色温度为80℃,碱剂浓度为30～35 g/L。并对比了不同结构的活性染料在硅基非水介质体系中固色速率的差异,发现活性染料在硅基非水介质体系中都具有优异的染色性能。采用高效液相色谱(HPLC)的方法研究了染料结构对水解速率的影响。由于染料在硅基体系中难以发生水解从而提高了染料的利用率。均三嗪结构的活性染料耐碱性较好,所以其在硅基非水介质体系中的水解速率低于乙烯砜型染料;由于活性染料母体不直接参与反应,所以染料母体对活性染料的水解影响较小;另外探究了不同EO数目的非离子表面活性剂对染料水解的影响,随着EO数目的增加染料的水解速率也变大。在染色体系中加入一定量的织物,探究在织物存在下活性染料在硅基染色体系中的水解情况。将织物上洗下未反应的染料通过HPLC分析发现,染色时间的增加织物上水解染料的比例也逐渐增加至不在变化。对于具有双活性基的染料当织物上固色率达到最大时,洗下残液中80%左右发生了一次水解,极少数染料发生了完全水解,说明在硅基非水介质染色体系中洗下染料中大部分还具有反应活性。采用Gauss 09软件模拟计算了活性染料的最大可见吸收波长以及相关的光谱性质;模拟计算了染料水解过程中能量的变化以及在不同溶剂体系中能垒的差异,在水相体系中染料水解能垒较低更容易发生水解反应;在染色机理研究中,计算了乙烯砜染料分子和单分子纤维素发生键合反应过程中能量的变化,利用化学模拟的方法研究了染料固色反应中过渡态构型和能量变化过程。

关键词： 活性染料   原位矿化   矿化残液   循环利用   节能减排  

摘要： 采用活性染料对纤维素纤维制品进行染色加工,染色后染浴及纤维中存在废弃染料,为保证染色样品的各项色牢度,必须进行多次水洗、酸洗及高温皂洗等后处理加工,耗水量及污水排放量均较大。此外,染色中使用的无机盐排放后在污水处理环节无法被有效处理,含盐废水的排放会导致水与土地的盐化。针对上述问题,本课题提出活性染料原位矿化染色及其矿化残液循环利用染色技术。在棉针织物活性染料染色环节采用新型碱剂XGB作为固色碱剂,固色后在固色残液和染品共存的条件下,加入自主研发的系列原位矿化助剂进行处理,将染色残液中的有机污染物分解为无色小分子物及CO和HO,简化染色的后处理加工,降低染色的耗水量与污染排放量。矿化残液经简易处理后回用于后续染色加工,可实现无机盐的循环利用。活性染料原位矿化染色及其矿化残液循环利用技术的实施,可实现棉针织物的清洁化染色加工。课题研究了不同工艺条件下活性染料的染色热力学与动力学,并对原位矿化染色工艺各环节所涉及的参数进行优化,确定最佳染色工艺为:染色环节,染料用量2.6%(owf).5%(owf)时,元明粉用量为80g/L00g/L,用碱剂XGB将固色浴pH值调至11.0左右,60℃保温60min;原位矿化环节,处理pH值3.0左右,偶合剂XBC的用量为1.0%(owf),偶合剂XYS的用量为3.0%(owf).0%(owf),60℃矿化处理30min;矿化残液回收环节,调节残液pH值至10.0左右,静置过滤后,将滤液pH值调至中性,回用于后续染色加工。活性染料矿化染色及其残液循环利用染色技术的吸附等温线与传统染色工艺一致,均符合弗莱因德利胥型吸附等温线,且染色动力学行为未发生变化。矿化处理使染色残液的吸光值降低99%以上,COD值降低55%0%,矿化液的外观为无色澄清状态,为残液的回收利用奠定基础。原位矿化染色及其残液回用技术在棉织物活性染料染色中的应用,可节水37.5%左右,矿化残液回用四次减排无机盐62%左右。原位矿化及其残液循环利用染色样品的K/S值、色牢度与传统工艺基本一致,所得染品色差较小顶破强力较传统工艺低8%左右,在可控范围之内。扫描电镜、红外光谱、X射线衍射等测试结果均表明原位矿化及其残液循环利用染色对棉纤维的表观及内部微观结构无不良影响。本课题的研究,为棉制品活性染料节能、减排染色加工提供一种新途径。论文包含图26,表33,参考文献77。

关键词： 活性染料   棉织物   无盐染色   阳离子改性剂  

摘要： 采用2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)对纯棉织物进行阳离子化改性,用活性蓝K-2R对改性棉织物进行无盐浸染。利用红外光谱对改性后的织物进行化学结构分析,并以染色温度、染色时间、浴比及纯碱用量为变量,以K/S值为指标,进行正交实验分析,得出最佳的染色工艺条件。研究结果表明:染色温度为70℃,染色时间为60min,浴比为1:30,碳酸钠浓度为10wt%时,K/S值达到11.35,比K型活性染料常规加盐促染方法染色试样的K/S值(6.718)提高68.95%。

关键词： 活性染料   无盐染色   轧余率   色牢度   磨损变色  

摘要： 文章对活性染料无盐染色技术进行了生产工艺的研究,确定了无盐连续轧染的工艺参数。采用一浸一轧的方式,轧余率选择60%,通风反应时间为180 s,汽蒸固色时间为90 s时,织物的色牢度优异,透染性好,皂洗色牢度达4级以上,干摩擦色牢度达4级,湿摩擦色牢度达3.5级,磨损变色性能达4级以上。

关键词： 活性染料   苎麻纤维   耐水洗色牢度   结晶度   取向度  

摘要： 针对活性染料染色中未固着染料难以洗除的问题,选取5种活性染料对苎麻散纤维进行染色,并采用水洗,皂洗(非离子型洗涤剂),DMF-水(1∶1)回流和纯DMF回流4种方式进行洗涤,以洗除率为考察指标,并检测洗涤后的染色苎麻散纤维的耐水洗色牢度,评定这4种方式的洗涤效果。结果表明:DMF-水(1∶1)回流洗涤的洗除效果最佳,其洗除率达到47. 82%; DMF次之,为42. 39%;随后为皂洗,为40. 44%;水洗最差,只有38. 29%。经洗涤后的染色苎麻散纤维的耐水洗色牢度,DMF-水(1∶1)回流洗涤可达到5级,DMF为4～5级,皂洗为4级,而水洗在3～4级到4级之间。此外通过X射线衍射仪测得洗涤后的苎麻纤维的结晶度和取向度并未有明显变化,纤维素晶型仍为纤维素I。

关键词： 分散染料   染色   助剂   改性   间位芳纶  

摘要： 将自制助剂EA-1用于间位芳纶分散染料高温高压染色,通过单因素试验得到优化的染色工艺:染色温度140℃,保温时间45 min,染浴pH值5~6,载体用量视所需染色深浅而定。酸处理的芳纶织物用分散染料染色可明显提高得色量,载体种类对芳纶织物染色色光有影响。

关键词： 染整设备   气液染色机   织物张力   温差   风机   恒功率  

摘要： 分析和讨论了气液染色机对织物张力的影响和成因,通过采用风机恒功率控制方式,解决了弹力织物的低张力控制和长丝化纤织物的纵向折痕等问题。就目前小浴比染色机普遍存在的喷嘴染液与主缸底部染液温差现象,通过设置染液旁路循环系统,可将上、下温差控制在±1℃范围,减小了对温度敏感染色加工的工艺操作难度。此外,对工艺温度设定值与实际值存在的差异,提出了补偿控制的方法。

关键词： 分散染料   染色   苯甲醇   低温   抗紫外线涤纶织物  

摘要： 采用分散黄4RFN、红3B和蓝2BLN三只染料对抗紫外线涤纶织物进行低温染色,讨论了染色温度、时间、p H值、苯甲醇、分散剂和染料用量对抗紫外线涤纶分散染料染色性能的影响,测试了染色织物的K/S值、UPF指数、紫外线透过率、耐洗和耐摩擦色牢度。结果表明:当染料1%(omf),p H=4~6,苯甲醇35 m L/L,分散剂2 g/L,80℃保温染色60 min时,抗紫外线涤纶可获得较高的染色K/S值和较好的染色牢度。