蛋白质纤维的低温无染料显色技术研究

论文摘要

近年来,随着人们环保意识的提高,合成染料在生产和应用过程中带来的污染问题越来越引起人们的关注,在绿色革命的浪潮下,染整工业开始向生态、环保、低碳的方向发展。针对当前形势,各种绿色生态染整加工工艺逐渐取代传统工艺,无染料显色技术也应运而生。根据色氨酸与苯甲醛衍生物在酸性条件下的显色反应理论,本文采用不同的苯甲醛衍生物与蛋白质纤维在不同酸的作用下进行化学反应,达到显色的目的。在显色过程中,蛋白质纤维作为反应物参与显色反应,这使得纤维的显色色牢度也大大提高。整个显色过程避免了大量染料的使用,减少了染色废水的排放。该显色反应在低温条件下即可进行,大大降低了染整工业中的能源消耗,达到了节能减排的目的。同时,利用芬顿前处理法对羊毛织物进行前处理,不但不会破坏羊毛纤维的结构,而且鳞片的剥除会进一步降低显色过程中所需要的能源消耗。本文分别选用不同的苯甲醛衍生物（3,4-二羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛）、不同的酸（浓硝酸、氢溴酸、盐酸）、不同的织物（羊毛、柞蚕丝）作为反应物,通过一系列实验,探讨了反应物用量、反应温度、反应时间对最终纤维颜色△E值的影响。对处理后蛋白质纤维的颜色色差值、织物手感、匀染性、断裂强力、耐水洗牢度、耐摩擦牢度等服用性能指标进行了测试及优化分析。实验结果表明,不同苯甲醛衍生物和不同酸显色处理后的蛋白质纤维颜色均不同,同时其质量分数也是影响颜色深浅的重要因素。低温无染料显色技术中,苯甲醛衍生物对织物最终颜色起着决定性的作用,其上基团的种类和位置决定着织物最终显色的色系。同时,不同的酸与同一苯甲醛衍生物反应,会使织物最终显示不同的色系。为了进…步减少能耗,本文中采用芬顿试剂对羊毛纤维进行前处理,以剥除羊毛表面的鳞片。实验表明,芬顿试剂的前处理对羊毛纤维的损伤较小,且减少了分子进入纤维内部的障碍,因而相同条件下能有效增加显色的反应速率。经过显色处理后,蛋白质纤维的干摩擦牢度和湿摩擦牢度均达到4级以上,与未处理的织物相比,可提高0.5级以上。整个显色过程在纤维自身上发生,但显色纤维的表面结构几乎没发生变化,断裂强力也未受影响。与传统的高温染色相比,蛋白质纤维的无染料显色处理时间大大缩短。夤白质纤维经过无染料显色技术处理后,手感较好,色泽柔和,发挥蛋白质纤维制品优雅的天然风格,从而大大提高了蛋白质纤维的服用性能。该项低温无染料显色技术对节约能源,降低成本也有重要意义,尤其是在能源紧张的情况下,意义更加深远。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 低温无染料显色技术的研究现状
• 1.1.1 国内外研究现状
• 1.1.2 目前存在的问题
• 1.2 本课题研究内容及创新点
• 第二章 蛋白质纤维及染色
• 2.1 羊毛纤维
• 2.1.1 羊毛纤维的结构
• 2.1.2 羊毛纤维的传统染色工艺
• 2.1.2.1 羊毛的酸性染料染色
• 2.1.2.2 羊毛的活性染料染色
• 2.2 蚕丝纤维
• 2.2.1 蚕丝纤维的结构
• 2.2.2 蚕丝纤维的传统染色工艺
• 2.2.2.1 蚕丝的酸性染料染色
• 2.2.2.2 蚕丝的活性染料染色
• 第三章 无染料显色机制
• 3.1 无染料显色技术概念
• 3.2 无染料显色试剂
• 3.2.1 3,4-二羟基苯甲醛简介及应用
• 3.2.2 对羟基苯甲醛简介及应用
• 3.3 无染料显色与常规染色的区别
• 3.4 苯甲醛衍生物的反应机制
• 3.5 对羟基苯甲醛的反应机制
• 3.6 苯甲醛衍生物中基团的位置对颜色的影响
• 第四章 羊毛的无染料显色技术研究
• 4.1 材料与仪器
• 4.2 无染料显色技术实验工艺
• 4.3 实验内容
• 4.4 性能测试
• 4.4.1 色差检测
• 4.4.2 处理后羊毛纤维的横截面及表面显色形态表征
• 4.4.3 显色匀染性测试
• 4.4.4 色牢度检测
• 4.4.5 断裂强力检测
• 4.5 羊毛无染料显色最佳工艺参数的确定
• 4.5.1 浓硝酸的质量分数对处理后羊毛织物色差的影响
• 4.5.2 3,4-二羟基苯甲醛溶液的质量分数对处理后羊毛织物色差的影响
• 4.5.3 反应温度对最终羊毛织物色差的影响
• 4.5.4 反应时间对最终羊毛织物色差的影响
• 4.5.5 处理后的羊毛纤维表面形态检测
• 4.5.6 处理后羊毛织物的显色匀染性检测结果
• 4.5.7 摩擦色牢度的检测结果
• 4.5.8 织物的断裂强力检测
• 4.6 结论
• 第五章 羊毛的无染料显色技术对比研究
• 5.1 材料与仪器
• 5.2 实验方法
• 5.3 单因素显色实验内容
• 5.4 性能测试
• 5.4.1 色差检测
• 5.4.2 处理后羊毛纤维的表面显色形态表征
• 5.4.3 色牢度检测
• 5.4.4 断裂强力检测
• 5.5 无染料显色技术工不同反应物的最佳工艺参数确定
• 5.5.1 酸的质量分数对羊毛织物色差的影响
• 5.5.2 苯甲醛衍生物溶液的质量分数对羊毛织物色差的影响
• 5.5.3 反应温度对羊毛织物色差的影响
• 5.5.4 反应时间对羊毛织物色差的影响
• 5.5.5 表面形态检测
• 5.5.6 摩擦色牢度的检测结果
• 5.5.7 织物的断裂强力检测
• 5.6 结论
• 第六章 基于芬顿前处理法的羊毛无染料显色技术研究
• 6.1 材料与仪器
• 6.2 芬顿试剂前处理工艺
• 6.3 实验工艺
• 6.3.1 芬顿前处理方法
• 6.3.2 单因素显色实验
• 6.4 性能测试
• 6.4.1 色差检测
• 6.4.2 处理后羊毛纤维的表面形态表征
• 6.4.3 色牢度检测
• 6.4.4 断裂强力检测
• 6.5 基于芬顿前处理法的羊毛无染料显色最佳工艺参数确定
• 6.5.1 酸的质量分数对羊毛织物色差的影响
• 6.5.2 对羟基苯甲醛溶液的质量分数对羊毛织物色差的影响
• 6.5.3 反应时间对羊毛织物色差的影响
• 6.5.4 反应温度对羊毛织物色差的影响
• 6.5.5 表面形态检测
• 6.5.6 摩擦色牢度的检测结果
• 6.5.7 织物的断裂强力检测
• 6.6 结论
• 第七章 柞蚕丝的无染料显色技术研究
• 7.1 材料与仪器
• 7.2 柞蚕丝的无染料显色技术实验方法
• 7.3 柞蚕丝的无染料显色实验内容
• 7.4 性能测试
• 7.4.1 色差检测
• 7.4.2 处理后柞蚕丝纤维的横截面及表面显色形态表征
• 7.4.3 显色匀染性测试
• 7.4.4 色牢度检测
• 7.4.5 断裂强力检测
• 7.5 柞蚕丝的无染料显色最佳工艺参数确定
• 7.5.1 酸的质量分数对处理后柞蚕丝纤维色差的影响
• 7.5.2 3,4-二羟基苯甲醛溶液的质量分数对处理后柞蚕丝纤维色差的影响
• 7.5.3 反应温度对处理后柞蚕丝纤维色差的影响
• 7.5.4 反应时间对最终柞蚕丝织物色差的影响
• 7.5.5 处理后柞蚕丝纤维的横截面形态
• 7.5.6 处理后的柞蚕丝纤维表面形态检测
• 7.5.7 显色匀染性检测结果
• 7.5.8 色牢度的检测结果
• 7.5.9 断裂强力检测结果
• 7.6 结论
• 第八章 全文结论
• 8.1 羊毛的无染料显色技术
• 8.2 羊毛的无染料显色技术对比研究
• 8.3 基于芬顿前处理法的羊毛无染料显色技术研究
• 8.4 柞蚕丝的无染料显色技术研究
• 参考文献
• 致谢