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还原染料对涤纶织物的染色及耐晒性能研究

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第一章前言

1.1涤纶纤维及其染色

1.2还原染料

1.3染料的光褪色机理及影响因素

1.3.1染料结构对光褪色的影响

1.3.2染料光氧化还原机理

1.3.3染料的物理状态对光褪色的影响

1.3.4其他因素对染料光褪色的影响

1.4本课题的提出与前景

第二章实验及测试方法

2.1实验药品、材料、仪器

2.1.1实验药品

2.1.2还原染料

2.1.3实验材料

2.1.4实验仪器

2.2实验及测试方法

2.2.1蒽酮(醌)式、隐色酸分散液, 隐色盐溶液制备工艺

2.2.2涤纶织物净洗工艺

2.2.3还原染料对涤纶的高温高压染色工艺

2.2.4还原染料对涤纶的热熔染色工艺

2.2.5染色织物皂煮工艺

2.2.6绘制还原染料褪色速率曲线实验

2.2.7还原染料在氮气、空气中的光褪色实验

2.2.8还原染料在水和三乙烯二胺(DABCO)水溶液中的光褪色实验

2.2.9还原染料在乙酸乙酯和受阻胺(HALS)的乙酸乙酯溶液中的光褪色实验

2.2.10色度学指标测试

2.2.11染料粒径的测试

2.2.12皂洗牢度测试

2.2.13摩擦牢度测试

2.2.14耐晒牢度测试

第三章结果与讨论

3.1还原染料对涤纶织物的高温高压染色法

3.1.1还原染料葸酮(醌)式和隐色酸的粒径

3.1.2还原染料不同结构形式对涤纶染色织物K/S值的影响

3.2还原染料对涤纶织物的热熔法染色

3.2.1焙烘温度对织物K/S值的影响

3.2.2焙烘时间对织物K/S值的影响

3.2.3染料浓度对织物K/S值的影响

3.2.4增稠剂对织物K/S的影响

3.2.5轧余率对织物K/S值的影响

3.2.6尿素对织物K/S值的影响

3.2.7热处理方式对织物K/S值的影响

3.2.8还原染料染色织物的摩擦、皂沈和耐晒牢度

3.3还原染料在织物上的褪色速率曲线

3.3.1还原染料染色涤纶织物在曝晒过程中的K/S值曲线

3.3.2还原染料在涤纶织物上的褪色速率曲线

3.3.3 K/S值对还原染料在涤纶织物上褪色速率曲线的影响

3.3.4还原染料在涤纶和棉织物上的褪色速率曲线

3.4还原染料在涤纶织物上的光化学反应分析

3.4.1还原染料光氧化还原反应分析

3.4.2还原染料光化学反应涉及的单线念氧、超氧负离子和自由基分析

第四章结论

参考文献

附录

致 谢

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摘要

涤纶纤维具有耐磨性好、价格便宜等优点,成为汽车内饰面料中使用得最多的纤维材料。汽车在使用过程中要经受高温曝晒和频繁而剧烈的昼夜温差,这就对汽车内饰面料的耐晒牢度提出了很高的要求,染色时须选用高耐晒牢度的染料才能满足汽车内饰面料的高耐晒牢度要求。目前,能满足这样高要求的分散染料的品种不多,因此拓宽高耐晒涤纶染色的染料应用品种是非常有意义的。 还原染料是所有染料中耐晒牢度最好的一类染料,本文将超细粉还原染料用于涤纶织物的染色,研究还原染料对涤纶织物的染色性能及其在涤纶织物上的光褪色性能。 首先研究还原染料对涤纶织物的染色性能,探讨了染色方法及其工艺条件对染色涤纶织物K/S值的影响,测试了还原染料染色织物的摩擦牢度、皂洗牢度和耐晒牢度。 将超细粉还原红FBB、还原黄G、还原蓝BC和还原艳绿FFB用于涤纶织物的高温高压吸尽法染色,探讨了还原染料的蒽酮(醌)式、隐色酸和隐色盐三种结构形式对涤纶织物的上染情况。实验结果表明,还原染料蒽酮(醌)式、隐色酸和隐色盐三种结构形式都能不同程度地上染涤纶纤维,其中隐色酸染色织物的K/S值最高,蒽酮(醌)式染色织物的K/S值次之,隐色盐染色织物的K/S值最低。 采用超细粉还原红FBB、还原黄G、还原蓝BC和还原艳绿FFB对涤纶织物进行热熔染色,研究了焙烘温度、焙烘时间、染料浓度、浸轧液中添加的增稠剂和尿素、织物轧余率、热处理方式等对染色涤纶织物K/S值的影响。结果表明,经过210℃和220℃热熔焙烘后,所采用的几只还原染料能够将涤纶织物染至浅色,向浸轧液中添加增稠剂、尿素以及提高织物的轧余率,染色织物的颜色可以提高到中等深度。同时,染色织物具有较高的摩擦牢度、皂沈牢度和优异的耐晒牢度。所选择的还原染料热熔法染色所得涤纶织物的K/S值高于高温高压吸尽法染色织物的K/S值。 然后,研究了还原染料在织物上的光褪色性能,比较了还原染料在涤纶和棉织物上的褪色速率曲线的差异,分析了还原染料在涤纶织物上的光氧化、光还原反应,并通过检测单线态氧、超氧负离子和自由基,推导了还原染料光褪色反应机制。 通过对还原染料在涤纶和棉织物上的褪色速率曲线的研究表明,涤纶织物的K/S值和染料在涤纶织物上的光褪色速率随着曝晒时间的延长而降低;然而,在曝晒初期,还原染料染色棉织物的K/S值反而会增加,随着曝晒时间的进一步延长,棉织物的K/S值和染料的光褪色速率也会不断减小,这表明在褪色初期,还原染料在棉织物上的同时存在染料聚集体的解聚和染料的光降解作用。还原染料在涤纶和棉织物上的聚集体大小不同造成了同一还原染料在两种织物上的褪色速率曲线的差异。染色织物的K/S值越高,染料的褪色速率就越低。 本研究还分别将还原染料染色的涤纶织物置于氮气、空气、水、三乙烯二胺水溶液、乙酸乙酯和受阻胺的乙酸乙酯溶液中,然后在XENOTES150S+型耐晒牢度仪中进行曝晒试验。通过对还原染料染色涤纶织物在空气和氮气中褪色率的分析得知还原红FBB和还原艳绿FFB在涤纶织物上同时发生光氧化、光还原反应,还原黄G在涤纶织物上主要发生光还原反应,而还原蓝BC在涤纶织物上主要发生光氧化反应。通过对还原染料染色涤纶织物在水,三乙烯二胺水溶液、乙酸乙酯和受阻胺的乙酸乙酯溶液中褪色率的分析可知还原红FBB、还原艳绿FFB的光氧化反应由单线态氧引起,还原蓝BC的光氧化反应则由超氧负离子所引起:还原红FBB、还原黄G、还原艳绿FFB的光还原反应均涉及自由基反应。 因此,采用高耐晒的还原染料对涤纶织物进行染色,能够得到中等色深的高耐晒牢度的涤纶染色织物,可以将其引入到高耐晒牢度汽车内饰面料的生产,且为进一步拓宽满足汽车内饰织物高耐晒牢度要求的染料应用品种提供了借鉴;还原染料在织物上褪色性能的研究结果,为进一步提高还原染料在涤纶织物上的耐晒牢度提供了依据。

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