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关键词： 还原染料   锦纶   锦/棉织物   染色工艺   构效关系   同色性染色  

摘要： 锦/棉织物因其兼具锦纶高耐磨性和棉纤维舒适性之优点,在服装、家纺及工业用布等领域得到广泛应用。然而,其染色技术面临工艺流程长、能耗高、同色性差等挑战。针对上述情况,本文系统探索了还原染料锦纶染色工艺、构效关系以及锦/棉织物同色性染色的调控机制,旨在开发锦/棉织物高质量染色的新技术,主要包括以下三方面: 1、还原染料锦纶织物染色工艺的探究。系统研究了还原程序、温度、保险粉用量、电解质浓度及助剂等因素对染色效果的影响,并利用正交试验优化了染色工艺。结果表明,还原与染色同步进行能有效降低保险粉用量;染色温度及保险粉用量因染料品种而异;电解质能起到一定的促染作用;高温皂煮有助于提升染色织物的鲜艳度;密闭状态的微压染色工艺不仅能节约保险粉用量,还能获得较高的色深值;不同助剂对染色的影响各异,分散剂具有较好的助染效果。同时,观察发现还原染料对锦纶的透染性能优良。 2、还原染料用于锦纶织物染色的构效关系研究。基于Gaussian软件计算了20只还原染料的分子结构参数,构建了反映染料聚集倾向的聚集因子数函数。结果表明,聚集因子数较大的染料需在高温(90℃)上染,反之,则适用于中温(80℃)染色。保险粉用量与染料结构相关,蒽醌类、二苯并芘醌和芘蒽酮类等结构的品种,所需保险粉用量较高(15 g/L),其他染料为10 g/L。分子量小的染料品种电解质效应较为明显。染料的提升性能与其Clog P/分子量之比值相关,比值越大,提升性越好。上染速率主要受还原速率的影响,还原速率较低时,则上染速率也慢。色牢度测试表明,染色织物的皂洗及摩擦牢度优异,日晒牢度相对较差。基于上述结果,成功获得两组配伍性较好、适合中、高温染色的三原色系染料。 3、锦/棉织物还原染料同色性染色研究。系统探究了温度、电解质、染料品种及助剂对锦/棉双组分分配的影响规律。结果表明,提高染色温度有利于还原染料上染锦纶组分,增加电解质浓度则促进染料上染棉组分。分子量小、疏水性强的染料更易上染锦纶。基于此,成功构建了反映染料在锦/棉双组份上分配情况的分配因子数。分配因子数越大,越倾向于上染锦纶织物。当分配因子数约为1.60时,锦/棉同色性效果最佳。不同助剂对还原染料在锦/棉双组分上的分配影响各异。最后,通过染料复配与配伍性研究,成功获得适合锦/棉织物同色性拼色染色的红、黄、蓝三原色系染料品种。

关键词： 活性染料   过硫酸钠   废水处理   循环染色   表面活性剂   回收再利用  

摘要： 活性染料是唯一可与纤维素纤维发生共价键合的合成染料,全球95%的纤维素纤维采用活性染料进行染色,但其染色工艺流程长、能耗水耗高、含盐有色废水排放量大。本文探究了过硫酸钠对染料降解的影响,将处理后的废水用于循环染色,研究了染色废水介质体系中活性染料上染棉的染色动力学特性和染色热力学特性,探讨了表面活性剂在活性染料废水降解和循环染色中的作用,具体内容包括以下三部分: （1）使用热碱活化过硫酸钠可高效降解活性染料废水,适宜的处理条件为:过硫酸钠浓度为0.3 g/L,在95℃处理30 min,废水的脱色率高达99.7%,其中SO4·–在降解染料过程中起主要作用。利用处理后的废水进行循环染色,可提高活性染料上染百分率,染色织物颜色偏深。 （2）活性染料在不同染色体系中的扩散过程均符合准二级动力学模型。与传统染色相比,使用废水介质染色时,随着染色温度升高,活性染料上染棉织物的半染时间缩短约61.5%～96.0%。活性染料在去离子水和染色废水两种介质中上染棉织物的吸附等温线均符合弗莱因德利胥型吸附等温线。 （3）两性表面活性剂BS-12的加入会提高废水脱色速率,但不会改变最终脱色率。阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂TW-80均抑制染料降解。加入SDS和BS-12对染料固色率、织物颜色参数影响不大,染色织物的σK/S分别从0.25降低到0.05和0.03。添加SDS后,染料上染率和固色率分别降低了4.0%和1.5%,TW-80不利于染色。

关键词： 阳离子化合物   活性染料   复合物溶液   无盐无碱染色  

摘要： 活性染料通过共价键结合机制实现与纤维素分子的稳定键合,具有优异的染色性能,且色谱齐全、色牢度优良。但由于活性染料分子中的水溶性基团电离后形成的染料阴离子与纤维素纤维表面的负电荷存在静电斥力,导致在染色过程中需要大量无机盐进行促染,以提高染料利用率。针对传统棉织物活性染料染色工艺依赖大量无机盐和碱导致的高污染问题,本研究探索了双环氧阳离子化合物（TE）与活性染料的分子间相互作用及其复合物的形成机理及其无盐无碱轧染工艺。 本研究首先制备了低浓度TE/染料复合物溶液,通过Zeta电位、粒径、光散射强度电导率及可见吸收光谱研究了复合物颗粒的形成与聚集,并分析了TE/染料复合物中TE和染料的结合比例,测试了可用于染色的高浓度复合物溶液的粘度及动态表面张力。然后,将液滴形态参数与超景深显微分析相结合,研究了溶液在织物表面及内部的扩散方式,结合CIE1931色度空间分布、K/S曲线及SEM形貌分析阐明了染料分布状态。基于上述分析,优化复合物溶液配方参数,实现了不同颜色与TE复合体系无盐无碱一浴轧染工艺,通过固色率测定与色度学指标系统评价染色性能指标。 实验结果表明,复合物在特定浓度范围内随TE与C.I.活性红218质量比变化呈现从离子状态分散到形成双电层、再到宏观聚集并生成沉淀的转变特征。当质量比降至1:1时,复合物颗粒因结合聚集引发粒径持续增大并伴随沉淀析出,而质量比增至6:1则出现组分间结合失效现象,经过量实验确定沉淀结合比为0.73:1。TE改性显著改变染料溶液可见光吸收特性及其染色织物光反射行为,二者吸收特性变化呈现显著相关性。复合溶液制备促使染料分子共轭结构扩展及电性转变,降低染料的铺展面积且有效改善染液渗透性能。对比实验显示,染色TE阳离子改性织物时,纯染料溶液染色织物因分子聚集作用导致K/S曲线呈现典型染料聚集体光谱特征,SEM图像中可观测到纤维表面出现微球状染料聚集体,这与直接染色法所得微观形貌形成显著差异。对各处理环节后的液滴染色样品进行独立测试分析。液滴染色试样经汽蒸处理后,液滴铺展面积及K/S值均呈现上升趋势,高温高湿环境促使染料分子发生二次扩散。随后经水洗处理的染料溶液-改性织物试样K/S值未显著下降,但吸收曲线峰位出现红移特征,此现象与染料分子向单分子态转变机理存在关联,而其余试样均出现明显脱色导致K/S值显著降低。皂洗工艺后所有试样均呈现显著脱色现象。在阳离子改性轧染体系中,当改性溶液p H值调节至强碱性范围时,试样均获得良好上染效果,但固色剂Na OH浓度超过临界值后,由于染料水解反应加剧导致染色深度下降。未调节p H值的改性轧染试样K/S值随焙烘温度升高及固色剂Na2CO3浓度增加呈现上升规律,四原色试样吸收曲线特征与上述规律吻合。未经高温焙烘固色的试样表面Zeta电位呈负值,证实TE在纤维表面构建的活性染料静电吸附位点作用机制。四原色试样整体呈现较优的表观色深,耐摩擦色牢度达到3-4级标准,但固色效率存在提升空间且不同染料间呈现差异性规律。该方法无需传统盐碱助剂,为棉织物清洁染色提供了新思路。

关键词： 活性染料   无盐染色   低盐染色   纤维改性   电性调控  

摘要： 传统活性染料染色依赖高浓度电解质克服棉纤维与染料间的静电斥力,但其产生的高盐废水降解难度大、处理成本高,直接排放又会污染环境,严重制约棉纺织业的可持续发展。为此,通过构建纤维正电性界面以削弱静电排斥作用的棉纤维阳离子改性技术,成为低盐无盐染色的重要突破方向。然而,现有阳离子体系因强阳电性,使改性时助剂自身吸附速率过快,难以向纤维内部扩散,其次,改性后赋予纤维高阳电性会导致染料在纤维表面快速聚集,阻碍向内部扩散,降低染色均匀性与色牢度。 本课题基于胺基官能团的电性质特性,制备了具有pH响应的多胺小分子改性剂,通过调节pH值,实现电性动态变化,控制纤维对助剂/染料的吸附及上染速率,增强其扩散性能,提高匀染性和色牢度。研究过程中采用红外光谱、核磁共振氢谱等对合成产物进行分子结构表征;通过Zeta电位分析仪、高效液相色谱及扫描电镜等评估助剂的应用性能;基于Box-Behnken响应面法优化棉纤维改性工艺;同时探究了助剂与棉织物、改性棉织物与染料间的物理化学作用过程。主要结果如下: （1）基于聚乙烯亚胺（PEI）母体,通过分步反应将疏水链（辛基）和环氧基引入,优化功能基团比例,形成具有pH响应性（叔胺基）与反应活性的支链结构的叔胺型环氧基纤维改性剂（PEI-O4E8）,最佳合成条件:第一步:反应温度5℃,溶剂四氢呋喃,反应1 h,第二步反应温度85℃,反应1 h,反应溶剂纯水。 （2）以1,4-二溴丁烷为连接基团,通过分步投料将四甲基乙二胺（TEMED）与三乙醇胺（TEOA）连接起来,形成具有pH响应性的线性小分子季铵型多羟基纤维改性剂（MDO）,最佳合成条件:温度85℃,溶剂乙腈,投料TEOA后反应时间4 h,投料TEMED后反应时间6 h,产率为45.96%。 （3）高阳电荷密度虽可增强助剂的吸附,但易破坏染浴的稳定性,且赋予改性纤维的强静电力会导致染料扩散受阻,聚集表面,形成浮色,降低色牢度;而仅含叔胺基的结构因永久正电荷缺失,与纤维静电作用弱、吸附效率低;相比之下,季铵-叔胺-羟基协同体系兼具永久阳电性与羟基电荷屏蔽效应,在pH调节下,可达到优异的染色效果。 （4）助剂PEI-O4E8和MDO在棉纤维及染料在改性棉纤维上的吸附行为均表现出快速且高吸附平衡特性,其吸附动力学曲线（助剂在棉纤维、染料在改性棉纤维上的吸附过程）均符合准二级动力学模型;同时,MDO改性棉纤维与染料间的热力学吸附行为更符合朗缪尔（Langmuir）等温线方程,上述吸附速率受化学吸附机制的控制。 （5）PEI-O4E8改性棉纤维在最佳工艺下采用2%o.m.f丽源素红120（RR）染色后,皂洗K/S值可达传统工艺（20 g/L元明粉）的87.98%,其干摩擦牢度与传统工艺持平均为4-5级,但湿摩擦色牢度降低1级;而MDO改性棉纤维在最佳工艺下使用2%o.m.f染料染色时,丽源素红120（RR）、丽源素黄145（RY）、丽源素蓝222（RB）的皂洗后K/S值分别达到传统工艺（20 g/L元明粉）的93.84%、110.51%、98.96%,与传统工艺性能接近,匀染性（Sr值）相差不大,但染色织物的摩擦色牢度仅为2-3级。

摘要： 一、问题提出:从经验性定义到理论性概念的跨越在高中生物学知识体系中,“染色体组”常被解释为“细胞内一组非同源染色体,这些染色体形态与功能各不相同却能相互配合,一同调控生物的生长、发育、遗传及变异过程”。该定义在经验层面给出了可行的识别依据,但当需要从现象描述深入到机制解读时,则应从单个知识点记忆转变为学科知识网络搭建。此时,跳出教材表述对染色体组展开深度辨析,不仅是深化理解知识的需求,更是建立系统性生物学思维逻辑的开端。

关键词： 棉织物   剥色率   强力保留率   二氧化硫脲   过硫酸钠   还原-氧化剥色体系   循环再利用  

摘要： 为解决传统剥色工艺复杂、剥色时间长、剥色过程能耗大等问题,设计并采用二氧化硫脲与过硫酸钠联合组成的还原-氧化剥色体系对活性蓝KN-R染色棉织物进行剥色,分析了剥色液中剥色剂质量浓度、碱剂质量浓度、剥色时间以及温度对剥色效果和棉织物强力的影响,探究了剥色剂对染色棉织物进行剥色的剥色机制。得到的二氧化硫脲体系最佳剥色工艺条件为:二氧化硫脲质量浓度2 g/L,氢氧化钠质量浓度6 g/L,剥色时间20 min,剥色温度60℃。过硫酸钠体系最佳剥色工艺条件为:过硫酸钠质量浓度6 g/L,氢氧化钠浓度质量4 g/L,剥色时间20 min,剥色温度60℃。在最佳剥色工艺条件下对活性蓝KN-R染色棉织物剥色率达到96.05%,强力保留率也维持在90%以上。相比于传统剥色工艺,二氧化硫脲-过硫酸钠剥色体系对染色棉织物进行剥色的剥色率较高,织物强力损伤较小,所需剥色剂用量少,剥色时间短,剥色温度低,是一种高效、节能的剥色方法。

关键词： 阳离子改性剂   棉织物   低盐低碱  

摘要： 为了减少棉织物活性染料染色时盐和碱的用量,采用乙二胺四乙酸和二乙烯三胺为反应单体,通过酰胺化和缩合反应,合成了超支化缩合物聚酰胺-胺(PAMAM)。以此对棉织物进行阳离子化改性,并采用活性黄3RS对改性棉织物进行低盐低碱染色。研究了改性工艺因素对改性棉织物染色K/S值及匀染性的影响,优化了改性条件。采用SEM扫描电镜、XRD衍射仪、Zeta电位仪及白度仪对改性棉织物结构和白度进行表征和测试,测试了改性棉织物的染色性能,并与未改性棉织物比较。结果表明:PAMAM的改性不会影响棉织物的表面形貌、结晶结构和白度,但会提高棉纤维的Zeta电位;当改性剂用量为3%(omf),改性温度为25℃,改性时间为2 h,浴比为1∶30时,染色改性棉织物具有较高的染色K/S值、良好的染色牢度和匀染性,改性棉染色时盐、碱用量降为棉织物常规染色工艺用量的1/2;PAMAM改性棉可以实现活性染料低盐低碱染色。

关键词： 超临界CO_(2)   无水染色   染料合成   棉织物  

摘要： 为解决水浴染色能耗大、污染严重的技术难题,拓宽超临界CO_(2)无水染色技术的应用范围,以分散蓝56为原料,通过亲核取代反应接枝活性基团,研究其在超临界CO_(2)条件下对棉织物的染色性能,分析染色温度、压力、时间、染料用量对棉织物染色效果的影响,为此合成了含有均三嗪活性基团的活性分散染料。通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱和热稳定性分析,合成的蒽醌二氯均三嗪活性分散染料的红外光谱含有特征基团N—H、C—Cl的吸收振动峰,紫外-可见吸收光谱最大吸收峰出现在630nm,处于蓝色色光波段,初始质量损失温度为230℃,证明染料适合于超临界CO_(2)染色。单因素染色工艺优化结果为:温度120℃、压力24MPa、时间120min、染料用量为2%(o.w.f.)。染色后棉织物的耐水洗色牢度3~4级,耐干摩擦色牢度4~5级,耐湿摩擦色牢度4级。

关键词： 棉织物   活性染料   无盐染色   阳离子改性  

摘要： 文章研究了棉织物的阳离子改性及改性棉织物的活性染料M-3BE无盐染色工艺,探讨了改性剂、氢氧化钠的质量浓度以及改性剂处理的温度和时间等对改性效果的影响,通过正交试验优化了棉织物的改性处理工艺,比较了活性染料传统有盐染色和无盐染色织物K/S值、皂洗色牢度、摩擦色牢度以及染色残液的化学需氧量(COD)。结果表明,改性剂的质量浓度为2.0 g/L,氢氧化钠的质量浓度为4.0 g/L,改性剂处理的温度为80℃,改性剂处理的时间为90 min,棉织物K/S值达到并超过传统染色效果,色牢度与传统染色相当,染色残液的COD值降低。