含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上的染色研究

论文摘要

含多羧酸基团黑色染料在染色时可与棉纤维上的羟基发生酯化反应,形成酯键交联固色,从而使棉纤维在具有优良色牢度的同时获得了一定的抗皱性能;染料分子中多个羧基的存在和羧酸基团的稳定性,使其具有高的固色率和染色残液循环再用的可能性,降低了染色后的环境污染,可实现染色的绿色化。本文研究了含多羧酸基团黑色染料的溶解性能、吸收光谱和反射光谱,采用XRD小角散射分析考察了染料在水溶液和纤维上的聚集状态,对染料在棉纤维上的染色动力学、染色热力学进行了探索,该染料在棉纤维上的等温吸附符合能斯特（Nernst）等温吸附。本文对含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上的染色行为进行了系统的研究,根据热分析结果提出了加入脱水剂来降低染色焙烘温度的设想。设计了该染料在棉纤维上的浸染染色、轧染染色与浸染-轧烘联合等多种染色方法,建立了含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上的染色应用工艺,经过大量的实验优化染色工艺条件,其染料固色率已高达98%;在赋予染色棉纤维饱满色泽、优良色牢度的同时,还具防皱免烫的抗皱整理性能。考察了含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上的各项染色性能,测定了含多羧酸基团黑色染料的染色牢度,该染料的耐日晒色牢度可达6级,耐水和耐洗色牢度均可达4-5级,耐干摩擦牢度为4级,耐湿摩擦牢度为2-3级。研究了含多羧酸基团黑色染料染色棉纤维的抗皱整理性能,得出了含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上不仅具有优良的染色性能,而且其染色织物还具有一定的抗皱整理性能的结论。本文探索了含多羧酸基团黑色染料染色残液循环再用的可能性,建立了根据染色残液中染料含量补加染料来反复使用染色残液的染色方法,其染色结果与原染料完全一致,提高了染料的利用率,可以降低染色成本,大大减少有色废液的排放。本文采用热分析、红外光谱等仪器分析手段初步探讨了含多羧酸基团黑色染料上染棉纤维酯键结合的染色机理,并采用染色纤维剥色法、铜氨溶液溶解纤维法、棉纤维氧化法等手段间接证明了含多羧酸基团黑色染料染色纤维中酯键交联的存在,得出了含多羧酸基团黑色染料在染色时与棉纤维以酯键结合的结论。本文还分析了含多羧酸基团黑色染料与棉纤维间共价键的水解稳定性,其染色纤维在弱酸、弱减和中性条件下较为稳定不易断键褪色。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 活性染料及其研究进展
• 1.1.1 活性染料的发展历史
• 1.1.2 活性染料上染棉纤维的染色机理
• 1.1.3 活性染料与棉纤维间共价键的证明
• 1.1.4 活性染料与棉纤维共价键的稳定性
• 1.2 高分子染料的研究进展
• 1.2.1 高分子染料的分类
• 1.2.2 高分子染料的合成途径
• 1.2.3 高分子染料在纤维着色中的应用
• 1.3 多羧酸型染料的研究进展
• 1.3.1 羧酸型活性染料
• 1.3.2 多羧酸型大分子染料
• 1.4 棉织物防皱整理的研究进展
• 1.4.1 棉织物的抗皱机理
• 1.4.2 棉织物的免烫整理以及甲醛问题的由来
• 1.4.3 无醛防皱整理剂及其防皱整理的发展趋势
• 1.4.4 多元羧酸和纤维素大分子的酯化反应机理
• 1.4.5 现代仪器分析方法在多元羧酸免烫整理中的运用
• 1.5 本论文工作的指导思想
• 2 含多羧酸基团黑色染料的性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 实验测试仪器
• 2.2.3 染料合成与提纯
• 2.2.4 染料性能测试方法
• 2.3.结果与讨论
• 2.3.1 含多羧酸基团黑色染料的合成与表征
• 2.3.2 含多羧酸基团黑色染料的溶解性能研究
• 2.3.3 含多羧酸基团黑色染料的光谱性能研究
• 2.3.4 含多羧酸基团黑色染料的聚集状态研究
• 2.4 小结
• 3 含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上的染色方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 实验测试仪器
• 3.2.3 含多羧酸基团黑色染料的轧染染色
• 3.2.4 含多羧酸基团黑色染料的浸染染色
• 3.2.5 含多羧酸基团黑色染料的浸-轧染联合染色
• 3.2.6 含多羧酸基团黑色染料的循环染色
• 3.2.7 上染速率曲线的测定
• 3.2.8 染料等温吸附线的测定
• 3.2.9 染色纤维色度学数据的测定
• 3.2.10 织物折皱回复角的测定
• 3.2.11 织物拉伸强力测试
• 3.2.12 染色牢度的测定方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上的轧染染色方法研究
• 3.3.2 含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上浸染染色方法的探索研究
• 3.3.3 含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上的浸染-轧烘联合染色方法研究
• 3.3.4 含多羧酸基团黑色染料染色残液的循环利用
• 3.3.5 含多羧酸基团黑色染料在棉纤维上的染色动力学与热力学研究
• 3.4 小结
• 4 含多羧酸基团黑色染料与棉纤维间的化学结合研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要试剂
• 4.2.2 实验测试仪器
• 4.2.3 铜氨溶液的配制与棉纤维的溶解
• 4.2.4 乌氏粘度计的使用
• 4.2.5 棉纤维的氧化与氧化纤维素醛基含量的测定
• 4.2.6 酯键的水解实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 含多羧酸基团黑色染料与棉纤维间的酯键交联研究
• 4.3.2 含多羧酸基团黑色染料与棉纤维间共价键的稳定性研究
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表学术论文情况
• 博士论文创新点摘要
• 致谢