异双官能团型活性染料在羊毛/蚕丝上的染色性能研究

论文摘要

活性染料色泽鲜艳、色牢度高,在羊毛和蚕丝上的染色应用逐渐广泛。羊毛和蚕丝同属蛋白质纤维,其物理和化学结构的差异导致活性染料在羊毛和蚕丝上的染色性能差异,由此引起羊毛/蚕丝多组分纤维的活性染料染色加工中一系列的问题。本论文系统研究了异双官能团型活性染料对羊毛和蚕丝的反应性能和染色性能差异,旨在对开发科学合理的羊毛/蚕丝染色工艺和技术提供理论指导。论文应用高效液相色谱分析比较了活性深蓝M-2GE在羊毛和蚕丝染浴中的水解特性;采用模拟反应法研究了活性深蓝M-2GE分别与羊毛和蚕丝上的不同亲核基团的反应性能和反应条件;结合异双官能团型活性染料在羊毛和蚕丝上的实际染色结果揭示异双官能团型活性染料与羊毛、蚕丝的染色性能差异及其本质所在。最后,利用高效液相色谱分析中性盐硫酸钠在活性染料水解过程及其与羊毛和蚕丝模拟反应过程中对染料的水解和反应性能的影响。主要研究结果如下:在弱碱性下,活性深蓝M-2GE在蚕丝染浴中染料的乙烯砜基水解产物含量低于羊毛染浴中;活性深蓝M-2GE与醇羟基反应速率较慢,温度和pH增加醇羟基与水的竞争反应能力增加;染料在弱碱性下与氨基和酚羟基反应速度都较快,氨基与活性深蓝M-2GE上乙烯砜基上的反应速率大于一氯均三嗪基而酚羟基则相反;在pH=4-10值范围内活性深蓝M-2GE与巯基的反应速度都较快,巯基在弱酸性下主要与一氯均三嗪基反应而在弱碱性条件下与乙烯砜基反应。从该一系列研究结果推断:在羊毛染色时,羊毛上的巯基和氨基在与异双官能团型活性染料的反应中起了主导作用,在酸性条件下巯基与染料反应活性可能是活性染料在酸性下在羊毛上有较高固着率的主要原因;蚕丝染色时,异双官能团型活性染料上的一氯均三嗪基和乙烯砜型基分别与蚕丝上的酚羟基和氨基反应,染料与蚕丝可能形成了交联的模式。此外,在羊毛和蚕丝染色中,加入过量的硫酸钠不利于异双官能团型活性染料对羊毛和蚕丝的染色,一方面由于盐可使染料发生聚集或促进染料分解,另一方面盐对染料与纤维的反应存在一定的抑制作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 羊毛和蚕丝的结构与性能
• 1.2.2 活性染料的发展及现状
• 1.2.3 活性染料在羊毛和蚕丝上的应用及现状
• 1.2.4 中性盐在活性染料染色中的应用及研究
• 1.3 论文的研究目的和内容
• 第二章 异双官能团型活性染料的水解性能研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验材料与试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验方法
• 2.1.3.1 染料在水溶液中的水解反应
• 2.1.3.2 染料在羊毛和蚕丝染色过程中的水解反应
• 2.1.3.3 液相色谱测试分析条件
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 活性深蓝 M-2GE 在水溶液中的水解性能
• 2.2.1.1 水解色谱峰的定性
• 2.2.1.2 PH 值、温度对染料水解的影响
• 2.2.1.3 染料的水解动力学研究
• 2.2.2 活性深蓝 M-2GE 在羊毛和蚕丝染色过程中的水解性能
• 2.2.2.1 PH 值对羊毛和蚕丝染色过程中活性染料的水解性能影响
• 2.2.2.2 温度对羊毛和蚕丝染色过程中活性染料的水解性能影响
• 2.3 本章小结
• 第三章 异双官能团型活性染料与羊毛和蚕丝反应性能研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验材料和试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.3.1 染料与亲核基团的反应
• 3.1.3.2 液相色谱测试分析方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 活性深蓝 M-2GE 与醇羟基的反应性
• 3.2.1.1 色谱峰的定性分析
• 3.2.1.2 温度、PH 值对活性染料与甲醇反应性的影响
• 3.2.2 活性深蓝 M-2GE 与氨基的反应性
• 3.2.2.1 色谱峰的定性分析
• 3.2.2.2 温度、PH 值对活性染料与氨基反应性的影响
• 3.2.3 活性深蓝 M-2GE 与酚羟基的反应性
• 3.2.3.1 色谱峰的定性分析
• 3.2.3.2 温度、PH 值对活性染料与对甲酚反应性的影响
• 3.2.4 活性深蓝 M-2GE 与巯基的反应性
• 3.2.4.1 峰的定性分析
• 3.2.4.2 温度、PH 值对活性染料与乙硫醇反应性的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 异双官能团型活性染料对羊毛和蚕丝染色性能的研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验材料和试剂
• 4.1.2 实验仪器
• 4.1.3 实验方法
• 4.1.4 测试方法
• 4.1.4.1 上染率、固着率和总固着效率的测定
• 4.1.4.2 染色织物性能测试
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 异双官能团型活性染料对羊毛的染色性能研究
• 4.2.2 异双官能团型活性染料对蚕丝的染色性能研究
• 4.2.3 异双官能团型活性染料对羊毛/蚕丝的染色性能研究
• 4.3 本章小结
• 第五章 中性盐对羊毛和蚕丝的染色性能的影响
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验材料和试剂
• 5.1.2 实验仪器
• 5.1.3 实验方法
• 5.1.4 测试方法
• 5.1.4.1 上染率、固着率的测定
• 5.1.4.2 ZETA 电位的测定
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 硫酸钠对羊毛和蚕丝染浴中染料水解性能的影响
• 5.2.1.1 空白与实际染色时活性染料水解行为的差异性
• 5.2.1.2 硫酸钠对活性染料水解的影响研究
• 5.2.2 硫酸钠对羊毛和蚕丝染浴中染料反应性能的影响
• 5.2.2.1 硫酸钠对活性染料与对甲酚反应性能的研究
• 5.2.2.2 硫酸钠对活性染料与异丙胺反应性能的研究
• 5.2.2.3 硫酸钠对活性染料与乙硫醇反应性能的研究
• 5.2.3 硫酸钠用量对羊毛和蚕丝染色性能的影响
• 5.2.4 硫酸钠对羊毛和蚕丝织物表面 ZETA 电位的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果