含棉类织物的深浓色活性染料浸染残液的回用

论文摘要

改革开放以来,我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了很大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,群众对环境污染问题反应强烈。在这个问题上,没有任何别的选择,只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展,才是实现经济又好又快发展的正确道路。印染行业技术含量高,产品附加值高,是纺织工业中最具发展潜力的行业之一,但同时也是耗能大户和污染重灾区。据不完全统计,我国印染废水排放量约为每天3x106～4x106m3,印染厂每加工100米织物,会产生3～5 m3废水,故而造成的生态破坏及经济损失是不可估量的,因而要实现印染行业的可持续发展,必须首先解决该行业的污染问题。印染废水的回用技术在环保、降低生产成本和节水方面正发挥着十分重要的作用。但是传统的印染废水回用技术大多是将废水经过脱色降解处理后回用于印染加工,由于处理过程比较复杂,回用成本较高难以在生产中推广应用。本文针对含棉类织物的深浓色活性染料浸染染色的特点,将浸染残液不经过复杂处理,而通过工艺调整再回用于染色,同时也利用回用残液中已有的电解质和碱剂,达到与全部用自来水为介质的染色原样一致的染色效果,并使染色残液达到多次循环利用。本文选用活性黑WN-N、活性深蓝M-S、活性红3XB和活性黄2BS四种活性染料作为实验室研究对象,对纯棉织物以自来水为介质进行原样浸染染色,并测定了浸染残液中染料剩余率及剩余染料的有效率（未水解活性染料的比例）,探讨了剩余染料有效率在不同温度下与时间的关系,然后通过调整染化料的用量将浸染残液直接进行回用染色。在此过程中也探讨了盐、碱补充量对残液回用染色效果的影响,并将残液回用染色工艺进行了优化,确定了最佳残液回用染色工艺。本文将残液回用染色试样与原样在波长-K/S值曲线、颜色特征值、色差级别以及相关染色牢度等方面进行了比较。结果表明,四种活性染料的浸染残液回用染色是完全可行的,单色染色中,无论是一次回用还是多次循环回用,残液回用染样与原样的色差级别都能达到4级及4级以上;拼色染色的残液回用染样与原样的色差也能达到4级;各残液回用染样与原样的波长-K/S值曲线、颜色特征值和相关染色牢度都非常接近。本文将上述实验室研究成果应用于涤/粘织物的活性染料套染的大生产试验中,两次残液回用染样与原样的色差都达到了5级,相关染色牢度也非常接近。总之,本文研究的含棉类织物深浓色活性染料浸染残液的回用染色方法是切实可行的,相比于其他的染色废水回用方法,具有操作方便,实用性强的特点;在生产应用中不仅节约了用水和减少了污水排放,同时可以大大节约染化料的用量,实现资源的再利用,具有可观的经济效益和良好的社会效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 印染工业的地位和机遇
• 1.2 印染行业的发展趋势及面临的问题
• 1.2.1 印染行业的发展趋势
• 1.2.2 印染行业面临的问题
• 1.2.3 印染废水排放现状和水质特点
• 1.2.4 实施清洁生产的必要性
• 1.3 印染废水的处理技术
• 1.3.1 物理化学法
• 1.3.2 高级氧化法
• 1.3.3 生物法
• 1.4 含棉类织物及活性染料概述
• 1.4.1 含棉类织物概述
• 1.4.2 活性染料概述
• 1.4.3 活性染料在含棉类织物染色中的地位
• 1.5 印染废水回用的国内外研究进展
• 1.5.1 国外研究进展
• 1.5.2 国内研究进展
• 1.5.3 印染废水回用的现状与特点
• 1.6 本课题研究目的和主要研究内容
• 1.6.1 课题研究目的
• 1.6.2 课题主要研究内容
• 2 基本理论
• 2.1 活性染料的染色过程
• 2.1.1 上染阶段
• 2.1.2 固色阶段
• 2.1.3 后处理阶段
• 2.2 活性染料与纤维素纤维的染色机理
• 2.2.1 纤维素纤维的离子化
• 2.2.2 染料与纤维的反应历程与结合形式
• 2.2.3 活性染料染色过程中的主要影响因素
• 2.3 盐在活性染料染色过程中的促染机理
• 2.4 活性染料水解反应机理
• 2.4.1 活性染料水解反应机理
• 2.4.2 影响活性染料水解速率的因素
• 2.5 高效液相色谱法测染料水解率的原理
• 2.6 色差及色差计算
• 3 试验用品和方法
• 3.1 试验材料和用品
• 3.1.1 试验织物
• 3.1.2 染料
• 3.1.3 试验药品
• 3.1.4 试验仪器与设备
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 染色工艺
• 3.2.2 浸染残液的测定方法
• 3.2.3 浸染残液的回用染色
• 3.2.4 浸染残液回用染色工艺的正交试验
• 3.3 相关测试方法
• 3.3.1 上染百分率的测定
• 3.3.2 上染率曲线的绘制
• 3.3.3 染色织物颜色特征值测定方法
• 3.3.4 波长-K/S值曲线的绘制方法
• 3.3.5 染色织物K/S值和变色级别的测定
• 3.3.6 染色织物耐摩擦色牢度的测试
• 3.3.7 染色织物耐洗色牢度的测试
• 3.3.8 染色织物耐水色牢度的测试
• 4 结果与讨论
• 4.1 活性染料染色工艺条件的探讨
• 4.1.1 盐用量对染色效果的影响
• 4.1.2 碱用量对染色效果的影响
• 4.1.3 温度对染色效果的影响
• 4.1.4 四种染料最佳保温时间的选择
• 4.1.5 活性染料染色工艺的确定
• 4.2 浸染回用残液中染料有效率的确定
• 4.2.1 高效液相色谱法（HPLC）测定浸染回用残液中染料有效率
• 4.2.2 残液续染法测定残液中染料有效率
• 4.3 浸染回用残液中染料有效率与放置温度和时间的关系
• 4.4 残液回用染色工艺因素的影响
• 4.4.1 盐补充量对残液回用染色效果的影响
• 4.4.2 碱补充量对回用染色效果的影响
• 4.5 残液回用染色正交试验及最佳工艺的确定
• 4.5.1 残液回用染色正交试验因素和水平的确定
• 4.5.2 正交试验结果分析
• 4.6 残液循环回用染色探讨
• 4.6.1 盐、碱补充量对第二次残液循环回用染色效果的影响
• 4.6.2 第三次残液循环回用染色
• 4.7 染色残液回用染色结果分析
• 4.7.1 波长-K/S值曲线比较
• 4.7.2 颜色特征值比较
• 4.7.3 原样与残液回用染色试样相关染色牢度比较
• 4.7.4 原液和残液的紫外-可见光谱曲线比较
• 4.8 浸染残液回用染色方法在拼色染色中的应用
• 4.9 生产应用试验及分析
• 4.9.1 生产应用试验过程及质量分析
• 4.9.2 深浓色活性染料浸染残液回用染色的效益分析
• 5 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢