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【6h】

基于常压饱和蒸汽介质的纤维素织物活性染料湿短蒸染色

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摘要

第一章绪论

1.1研究背景

1.2纤维素织物活性染料染色国内外研究现状

1.2.1可降解的有机盐或固色碱

1.2.2棉织物阳离子化改性

1.2.3适合无盐染色的新型染料

1.2.4新型活性染料湿短蒸染色技术

1.3研究目的、意义和内容

1.3.1研究目的与意义

1.3.2研究内容与技术路线

第二章活性染料湿短蒸染色中的静电作用

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验材料与仪器

2.2.2实验方法

2.2.3测试与表征

2.3结果与讨论

2.3.1阳离子P(St-BA-VBT)纳米微球性能

2.3.2不同棉织物的湿短蒸染色

2.3.3织物表面性质

2.3.4棉织物阳离子改性和染色机理

2.4本章小结

第三章汽蒸固色过程中织物表面温度与湿短蒸染色效果

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验材料与仪器

3.2.2棉织物染色

3.2.3织物热常数的测试与拟合

3.2.4汽蒸过程中织物表面温度的计算

3.2.5颜色参数和固色率

3.2.6匀染性

3.3结果与讨论

3.3.1电解质与织物升温和染色的关系

3.3.2带液率对织物升温和染色的影响

3.3.3染色织物匀染性

3.4本章小结

第四章湿短蒸染色过程中的疏水作用

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验材料与仪器

4.2.2染色方法

4.2.3颜色指标和固色率

4.3.1染料亲/疏水性能对其聚集和扩散性能的影响

4.3.2活性染料水溶性基团数目与固色率的关系

4.3.3活性染料水溶性基团数目对湿短蒸染色的影响

4.3.4染深性

4.4本章小结

第五章活性染料水-乙醇混合介质的湿短蒸染色

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1实验材料与仪器

5.2.2棉织物染色

5.2.3织物表面温度的测试

5.2.4染色织物颜色参数和固色率

5.3结果与讨论

5.3.1乙醇含量与织物表面温度和湿短蒸染色的关系

5.3.2不同染色介质中湿短蒸染色比较

5.4本章小结

第六章高固色率湿短蒸染色工艺的研究与应用

6.1引言

6.2实验部分

6.2.1实验材料与仪器

6.2.2棉织物染色

6.2.3染液稳定性和扩散性

6.2.4织物横截面切片

6.2.5浸轧染液湿织物电阻和散斑率

6.2.6颜色参数和固色率

6.2.7染色织物色牢度

6.3结果与讨论

6.3.1高固色率湿短蒸染色工艺的确定

6.3.2专用碱剂

6.3.3染色工艺比较

6.3.4特殊织物染色

6.3.5染色机理初探

6.4本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢

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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Na2CO3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15s,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。

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