超声波在中性染料羊毛染色中的影响研究

论文摘要

超声波技术源于上世纪初,超声波是指频率高于人耳能听得见的频率范围的声波,一般是指频率在2×104Hz～2×109Hz的声波。它在传播过程中产生声空化现象。声空化会以特殊的能量形式来加速化学反应或启动新的反应通道。本文从超声波作用下的中性染料羊毛染色的染料、纤维和染色过程等三方面进行研究。论文采用中性染料兰纳克隆红S-G染色,对超声波羊毛染色动力学和热力学进行了研究。结果表明:超声波染色与未加超声波染色相比,低温条件时,在相同的温度条件下,半染时间明显降低:超声波染色50min,半染时间50℃缩短12.20%,60℃缩短39.32%;上染百分率明显提高:上染百分率40℃时提高了11.3%,50℃时提高了4.2%,60℃时提高了5.8%。超声波使中性染料兰纳克隆红S-G在纤维中的扩散系数增大,40℃时增大了22.1%,50℃时增大了42.6%,60℃时增大了55.3%;染料扩散活化能降低了5.4%;染色速率加快;同时,由于超声波的分散作用,中性染料兰纳克隆红S-G在纤维表面的吸附均匀性好,超声波使纤维表面吸附中性染料兰纳克隆红S-G增多,增大了纤维内外染料浓度梯度,加快了染料向纤维内部的扩散。论文采用UV、激光粒度分析和Zeta电位分析等测试研究了超声波处理对染料的作用。结果表明:实验所采用的超声波不会改变染料的色光,但可以降低染料的聚集度,使染料聚集度明显降低;经过超声波处理后,染液的Zeta电位的绝对值下降,降低了染料阴离子与等电点以上的羊毛纤维之间存在的静电斥力,有利于染料在羊毛纤维表面的吸附。论文采用SEM和IR等测试分析了超声波对羊毛纤维的表面形态和化学结构等性能的影响。结果表明:超声波处理可以部分破坏羊毛表面的鳞片结构,25kHz的超声波处理对鳞片的破坏强于40kHz;超声波处理没有改变羊毛纤维的表面化学结构。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国外研究现状
• 1.2 国内研究现状
• 1.3 课题的研究意义和主要内容
• 第二章 实验原理
• 2.1 超声波与声化学的基本原理
• 2.1.1 超声波的概念
• 2.1.2 超声波的特性
• 2.1.3 空化作用
• 2.1.4 影响超声波空化效应的因素
• 2.2 超声波染色理论
• 2.3 中性染料超声波染色理论
• 第三章 实验材料及方法
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验药品
• 3.3 实验仪器
• 3.4 实验方法
• 3.4.1 染色工艺
• 3.4.2 实验及计算方法
• 3.5 超声波染色仪
• 第四章 超声波对羊毛染色的影响
• 4.1 结果与讨论
• 4.1.1 染料在羊毛上的吸附量
• 4.1.2 染色均匀性
• 4.1.3 超声波染色热力学
• 4.1.4 超声波染色的动力学
• 4.2 本章小结
• 第五章 超声波对染料性能的影响
• 5.1 超声波对染液处理结果分析
• 5.1.1 超声波对染料吸光度的影响
• 5.1.2 超声波处理对溶液中染料聚集度的影响
• 5.1.3 超声波对染料色光的影响
• 5.1.4 超声波对染料Zeta 电位值的影响
• 5.2 本章小结
• 第六章 超声波对纤维表面结构的影响
• 6.1 结果与讨论
• 6.1.1 超声波对羊毛纤维形态的影响
• 6.1.2 超声波对纤维化学结构的影响
• 6.2 本章小结
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文