天然植物染料用于纤维素纤维织物染色性能研究

论文题目: 天然植物染料用于纤维素纤维织物染色性能研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 纺织工程

作者: 吕丽华

导师: 吴坚

关键词: 天然植物染料,纤维素纤维织物,化学改性,染色工艺,媒染,正交试验,方差分析

文献来源: 大连轻工业学院

发表年度: 2005

论文摘要: 天然植物染料具有无毒、无害、无污染的特点。天然纤维织物用天然植物染料染色，不仅提高了产品的附加值，同时实现了服装面料的纯天然化，符合新世纪人们对服装的要求，是开发“生态服装”“全绿服装”纺织品的一个很好的研究途径。因此，对天然植物染料的研究是一个有益于生态环境和人类服饰健康的课题。本文介绍了天然染料染色的发展历史、国内外对天然染料的研究进展和现状，对天然植物染料作了分类说明，对天然染料市场作了展望，并总结应用天然植物染料的优点和弊端；同时归纳了目前国内外对改善纤维素纤维染色性能的方法。针对天然植物染料自身固有的一些缺陷，提出了对纤维素纤维织物进行化学改性，以提高天然植物染料用于纤维素纤维织物的染色性能。本论文实验室自制合成一种较稳定的、分子量较小的、结构简单的季铵盐阳离子改性剂，对纤维素纤维织物进行季钱基改性，将纤维素的离子性由阴荷性转变成阳荷性，增强天然植物染料和纤维素纤维织物之间的亲和力，使天然植物染料牢固的固着在织物上，以提高织物的染色性能。纤维素纤维改性部分：通过反复实验和研究优化出纤维素纤维改性剂AM合成的最优工艺条件为：三甲胺与环氧氯丙烷的摩尔比1：1，反应溶液pH=7，反应温度80℃，反应时间3小时。并采用L9（34）正交实验极差分析、方差分析及单因素分析得出棉织物阳离子改性最优工艺条件为：改性剂浓度50g／l，NaOH浓度15g／l，反应温度70℃，反应时间40min，浴比1：30。同时对改性后纤维素纤维织物的服用性能进行了测试。天然植物染料上染改性纤维素纤维织物的染色效果：通过正交实验、极差分析、方差分析及单因素分析，得出大黄、姜黄直接用于改性棉织物染色的最优工艺条件。通过正交实验优化出大黄、姜黄用于改性棉的预媒、后媒染色工艺条件。通过改性与未改性染色试样的对比得出纤维素纤维织物经化学改性后，大大提高了天然植物染料对改性纤维素纤维织物的染色性能；通过媒染改性试样与直接染改性试样的对比得出经媒染的染色试样的干、湿摩擦牢度和水洗牢度都有相应的提高，说明媒染能增加天然植物染料用于改性纤维素纤维织物的固色效果；通过稀土媒染试样与铝盐媒染试样的对比得出可以用稀土媒染剂代替铝盐。天然植物染料用于改性纤维素纤维织物的匀染性和透染性均较好。天然植物染料上染改性纤维素纤维织物的染色机理：通过红外光谱、扫描电镜、X射线及凯氏定氮法，证明改性剂和纤维素发生了反应，纤维上带有了季铵基，因此带有正电荷。通过剥色实验得出改性纤维素纤维与姜黄之间在形成氢键和范德华力的基础上，还形成了结合力较强的离子键；改性纤维素纤维与大黄之间在形成氢键和范德华力德的基础上，主要形成离子键，此外同时由于大黄染料分子中可能有羧基的存在（大黄酸），羧基与纤维素上的羟基发生反应，生成酯基，二者以共价键的形式相结合。从而推论出大黄、姜黄等天然植物染料上染改性纤维素纤维织物按静电吸附机理进行，即符合朗格缪尔吸附等温线。用目前发现的唯一的天然阳离子染料—黄连对纤维素纤维织物进行染色验证实验，进一步证明了改性剂和纤维素纤维发生了反应，同时验证了大黄、姜黄和改性纤维素纤维之间的结合状态及天然植物染料上染改性纤维素纤维的染色机理。本论文通过化学改性大大提高了天然植物染料用于纤维素纤维织物的染色性能，同时采用环保媒染剂一稀土进行媒染，可望形成以天然物质为主体的产品和产业，进而创造出巨大的经济和环境效益。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

第二章 天然染料的研究

2.1 天然染料染色发展的历史

2.2 国内外的相关研究

2.2.1 国际研究状况

2.2.2 国内研究状况

2.3 天然植物染料的分类

2.3.1 按化学结构分类

2.3.2 按应用特点分类

2.4 天然植物染料的染色方法

2.5 天然染料市场展望

2.5.1 天然染料的国际市场

2.5.2 天然染料的国内市场

2.6 天然植物染料染色的优势和缺陷

2.6.1 天然植物染料的染色优势

2.6.2 天然植物染料染色的缺陷

第三章 纤维素纤维的改性研究

3.1 纤维素纤维的特点及结构

3.2 纤维素纤维改性研究

3.2.1 纤维素纤维的胺化改性

3.2.1.1 氨基或氨烷基改性

3.2.1.2 季铵基改性

3.2.1.3 氮杂环基改性

3.2.1.4 羟甲基丙烯酰胺及胺化改性

3.2.1.5 含氮交联剂改性

3.2.2 纤维素纤维的氨基聚合物改性

3.2.3 纤维素纤维的活化改性

3.2.4 交联染色

3.2.5 纤维素纤维的其它改性方法

第四章 纤维素纤维改性剂 AM的合成

4.1 药品、仪器及测试指标

4.1.1 药品

4.1.2 仪器

4.1.3 改性剂 AM合成方法

4.1.4 测试指标

4.1.4.1 改性剂 AM合成转化率的测定

4.1.4.2 改性剂 AM质量浓度的测定

4.2 改性剂 AM的合成机理及测试机理

4.2.1 改性剂 AM的合成机理

4.2.2 改性剂 AM质量浓度的测试机理

4.3 纤维素纤维改性剂 AM的合成工艺优化

4.3.1 投料比对转化率的影响

4.3.2 反应溶液的pH值对转化率的影响

4.3.3 反应温度对转化率的影响

4.4 纤维素纤维改性剂 AM的性能

4.5 结论

第五章 纤维素纤维织物的化学改性

5.1 实验部分

5.1.1 实验材料

5.1.2 药品

5.1.3 仪器

5.1.4 测试指标

5.1.4.1 上染百分率

5.1.4.2 色差

5.2 原理

5.2.1 纤维素纤维改性机理

5.2.2 凯氏定氮法测改性试样含氮量原理

5.3 工艺及方法

5.3.1 纤维素纤维改性工艺流程

5.3.2 测改性织物含氮量的方法

5.4 棉织物改性工艺条件优化

5.4.1 棉织物改性正交实验

5.4.2 方差分析

5.4.3 单因素分析

5.4.3.1 NaOH浓度的单因素分析

5.4.3.2 改性剂浓度的单因素分析

5.5 改性剂和纤维素纤维织物发生反应的技术表征

5.5.1 红外光谱的证明

5.5.2 扫描电镜检测

5.5.3 X射线检测

5.5.4 改性织物含氮量的测定

5.6 改性织物服用性能的测试

5.6.1 织物拉伸断裂强力及断裂伸长率

5.6.2 织物的硬挺度

5.6.3 织物的折皱弹性

5.6.4 织物的回潮率和透气量

5.7 结论

第六章 大黄用于改性纤维素纤维织物的染色性能研究

6.1 大黄成分及结构

6.2 实验部分

6.2.1 试样及药品

6.2.2 实验仪器与设备

6.2.3 萃取工艺

6.2.4 染色工艺

6.2.5 皂洗工艺皂洗液

6.2.6 色度指标的测定

6.2.7 色牢度指标的测定

6.3 大黄直接用于改性棉染色实验

6.3.1 直接染色正交实验与极差分析

6.3.2 直接染色的方差分析

6.3.3 直接染色的单因素分析

6.4 大黄预媒染色实验

6.4.1 稀土的预媒染色

6.4.1.1 稀土预媒工艺条件的优化

6.4.1.2 稀土预媒染染色

6.4.2 铁盐和铝盐预媒染色

6.5 大黄后媒染色

6.6 大黄同预媒染色

6.7 大黄用于纤维素纤维织物的染色试样对比分析

6.8 染色织物的匀染性测试

6.9 染色织物的透染性测试

6.10 结论

第七章 姜黄用于改性纤维素纤维织物的染色性能研究

7.1 姜黄成分及结构

7.2 实验部分

7.3 姜黄直接用于改性棉染色实验

7.3.1 直接染色正交实验与极差分析

7.3.2 直接染色的方差分析

7.3.3 直接染色的单因素分析

7.4 姜黄预媒染色实验

7.4.1 稀土的预媒染色

7.4.1.1 稀土预媒工艺条件的优化

7.4.1.2 稀土预媒染染色

7.4.2 铁盐和铝盐预媒染色

7.5 姜黄后媒染色

7.6 姜黄同预媒染色

7.7 姜黄用于纤维素纤维织物的染色试样对比分析

7.8 染色织物的匀染性测试

7.9 染色织物的透染性测试

7.10 结论

第八章 天然植物染料上染改性纤维素纤维织物的染色机理

8.1 植物染料在溶液中的状态

8.2 染色过程

8.2.1 吸附

8.2.2 扩散

8.2.3 固着

8.3 染料和纤维之间的作用力

8.3.1 共价键

8.3.2 离子键

8.3.3 范德华力

8.3.4 氢键力

8.3.5 配价键

8.4 剥色实验

8.4.1 实验材料

8.4.2 实验方法

8.4.2.1 冰醋酸的剥色萃取实验

8.4.2.2 25%吡啶水溶液萃取实验

8.4.2.3 吡啶草酸盐剥色萃取实验

8.4.2.4 DMF剥色萃取实验

8.5 天然染料与改性纤维素纤维织物的结合状态

8.5.1 姜黄与改性纤维素纤维织物的结合状态

8.5.2 大黄与改性纤维素纤维织物的结合状态

8.6 天然植物染料上染改性纤维素纤维的染色热力学研究

8.6.1 分配型吸附等温线

8.6.2 弗莱因德利胥型吸附等温线

8.6.3 朗格缪尔吸附等温线

8.7 天然植物染料黄连的验证实验

8.7.1 黄连萃取实验

8.7.2 黄连用于未改性棉的染色实验

8.7.2.1 直接染色正交实验与极差分析

8.7.2.2 直接染色的单因素分析

8.7.3 黄连用于改性棉染色实验

8.8 结论

第九章 全文结论

9.1 关于纤维素纤维改性剂AM

9.2 关于改性织物的服用性能

9.3 关于植物染料大黄、姜黄的染色效果

9.4 关于植物染料的染色机理

参考文献

致谢

附录

发布时间: 2007-11-05

参考文献

• [1].天然植物染料在内衣中的应用研究[D]. 张芳芳.天津工业大学2017
• [2].植物印染在传统山东彩印花布套色工艺中的应用[D]. 张竻雨.江南大学2018
• [3].植物染料的提取及染色性能研究[D]. 任方萍.大连工业大学2012
• [4].天然植物染料染毛织物的抗菌性研究[D]. 殷雪.大连工业大学2012
• [5].苗绣的色彩定位及色彩实现[D]. 闻媛君.北京服装学院2018
• [6].黎族传统染色技艺研究[D]. 许佳.南京大学2014
• [7].古代红色丝绸植物染色—苏木染研究[D]. 李祥芹.北京服装学院2013
• [8].棉织物天然阳离子改性及植物染料超临界CO2染色研究[D]. 朱丹丹.大连工业大学2016
• [9].茜草染色研究及在女装设计中的创新应用[D]. 孙艺菲.北京服装学院2017
• [10].莲蓬染色的研究及在女装设计中的创新应用[D]. 何香.北京服装学院2017

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