植物固色剂ZF提高植物染料染色牢度的应用研究

论文摘要

随着人们对合成染料对人体危害性认识的深入及全球环保呼声的高涨,研发环境友好、人类友好型生态纺织品已成为学者、专家共同关注的焦点。于是,植物染料以其无毒、无害,色泽自然、典雅柔和,废物废水极易降解,资源丰富可再生利用,特别是它带有天然的芳香,具有药理保健功能的特点,重新受到人们的青睐和推崇。但是,植物染料的染色牢度差一直是困扰植物染料应用的主要原因之一。长期以来,人们主要采取媒染法染色、对织物进行纤维改性后染色、采用合成固色剂固色等方法来提高植物染料的染色牢度,但是,这些方法在应用过程中有可能残留或者分解出对人体和环境有害的物质,从而失去真正意义上的植物染料染色织物的“天然性”及染色加工过程的“绿色性”。故此,本文另辟蹊径,研究开发了一种天然植物固色剂,即以天然植物榨出液为原料,经过提纯浓缩、复配等工序,制成天然植物固色剂ZF,研究其性能、固色机理及应用效果并推出固色剂用于植物染料染色的最佳工艺。通过检测甲醛含量、重金属离子含量、致癌芳香胺检测验证植物固色剂ZF是安全、环保的;通过正交试验得出植物固色剂ZF用于植物染料染色的最佳工艺条件为:固色浴pH值:6,固色剂浓度:5%(owf),浸渍温度:40℃,浸渍时间:30min,固色后在90℃条件下烘干即可;通过对比固色前后织物的染色牢度、色差、色深和色光变化来检测植物固色剂ZF的固色效果。采用本文的最佳工艺对三种植物染料染色的全棉针织布进行固色实验,发现能提高皂洗牢度1～2级和摩擦牢度0.5～1.5级,证明植物固色剂ZF是一种有效的天然植物固色剂。通过耐洗性实验,表明植物固色剂ZF固色效果具有耐久性。通过红外光谱仪、扫描电镜等分析,证实植物固色剂ZF的固色机理是以固色剂在纤维表面交联成膜为主,以植物固色剂与染料、纤维交联作用及氢键分子间力为辅;同时,由于天然植物固色剂含有微量的镁和铝金属离子,故是良好的天然媒染剂,它与天然植物染料和纤维的某些基团形成配位键,可提高纤维与染料之间的结合力,也有助于染色牢度的提高。通过检测和对比固色前后织物的色变、毛效及顶破强力,表明植物固色剂ZF固色后,对棉织物色光、吸水性和强力的影响较小。通过紫外线透过率测试和热重分析,表明植物固色剂ZF固色后,可改善棉织物的抗紫外性,固色后的织物热稳定性不变。该固色剂的应用不会对织物产生损伤。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 本课题的研究背景
• 1.1.1 植物染料的应用情况
• 1.1.1.1 植物染料的分类和提取
• 1.1.1.2 植物染料的染色方法
• 1.1.1.3 植物染料的应用前景
• 1.1.2 植物染料染色存在的问题
• 1.1.3 固色剂的应用情况和发展趋势
• 1.1.3.1 无醛固色剂的来源与分类
• 1.1.3.2 无醛固色剂的固色机理
• 1.1.3.3 优良固色剂应满足的条件
• 1.1.4 目前提高植物染料染色牢度的进展情况
• 1.2 本课题研究的意义
• 1.3 本课题研究的内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.1.1 实验用织物
• 2.1.2 实验用原材料和化学品
• 2.1.3 实验仪器
• 2.2 植物固色剂ZF 的制备
• 2.3 植物固色剂ZF 的生态性能检测
• 2.3.1 甲醛含量检测
• 2.3.2 重金属离子检测
• 2.3.3 致癌芳香胺检测
• 2.4 植物固色剂ZF 在有机棉上的应用
• 2.4.1 棉织物的环保练、染工艺
• 2.4.1.1 工艺流程
• 2.4.1.2 工艺处方及工艺条件
• 2.4.2 植物固色剂ZF 对植物染料的最佳固色工艺参数确定实验
• 2.4.3 色牢度实验
• 2.4.4 色变测定实验
• 2.4.5 耐洗性试验
• 2.4.6 植物固色剂ZF 对三种植物染料染色的固色效果实验
• 2.5 植物固色剂ZF 的固色机理分析实验
• 2.5.1 红外光谱（FTIR）分析
• 2.5.2 扫描电镜（SEM）分析
• 2.6 植物固色剂对棉织物各项性能的影响实验
• 2.6.1 织物毛效的测试
• 2.6.2 织物顶破强力的测试
• 2.6.3 紫外透过率测试
• 2.6.4 热重分析
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 植物固色剂ZF 的性状与生态性能
• 3.1.1 植物固色剂ZF 的性状
• 3.1.2 植物固色剂ZF 的生态性能
• 3.2 植物固色剂ZF 最佳固色工艺的确定
• 3.2.1 正交试验
• 3.2.2 植物固色剂ZF 固色浴浓度单因素试验
• 3.2.2.1 植物固色剂ZF 固色浴浓度对色光的影响
• 3.2.2.2 植物固色剂ZF 固色浴浓度对牢度的影响
• 3.2.3 固色浴pH 值影响单因素试验
• 3.2.3.1 植物固色剂ZF 固色浴pH 值对色光的影响
• 3.2.3.2 植物固色剂ZF 固色浴pH 值对牢度的影响
• 3.2.4 植物固色剂ZF 的最佳工艺
• 3.3 植物固色剂ZF 固色效果的耐洗性
• 3.4 植物固色剂ZF 对三种植物染料染色的固色效果
• 3.5 植物固色剂ZF 的固色机理分析
• 3.5.1 红外光谱分析
• 3.5.2 扫描电镜分析
• 3.6 植物固色剂对棉针织物各项性能的影响
• 3.6.1 毛效及强力
• 3.6.2 热稳定性
• 3.6.3 抗紫外性
• 第四章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢