硫化染料染色新型氧化还原体系的应用

摘要

目前，世界上90％的硫化染料染色时采用的还原剂是硫化钠，而且是过量的。其中过量硫化钠就会产生大量的含硫废水，这些含硫废水直接排放，不仅污染水源，对自然生物产生危害;而且染色过程中也有硫化氢气体逸出，损伤操作工人的健康。所以采用新型的环保还原体系来取代硫化钠已成为目前硫化染料还原剂研究的主要方向。
　　对于硫化红棕等特殊硫化染料而言，其染后织物在空气中放置时间过久会发生氧化变色现象，即在染后氧化处理过程中，氧化作用不够完全，从而导致染后织物在后期储存过程中，发生色光及颜色的变化，这是目前困扰硫化红棕等染料染色生产应用控制的最大问题，所以需要研究一种新的染色氧化体系，使硫化红棕染后织物氧化能够一步到位，减少在后期储存过程中的额外氧化。
　　本课题分为还原体系和氧化体系两部分:还原体系以硫化黑染料为染色基础，以硼氢化钠、二氧化硫脲、葡萄糖等多种还原剂搭配组合为还原体系，以传统硫化钠还原体系为对比，层层筛选，寻找环保优质高效的还原剂组合，再利用响应曲面设计中的中心复合试验法设计实验方案，并通过测试染后织物的染色性能、耐摩擦性能及强力性能，分析得出最优还原体系，并进行染色实验、氧化还原电位实验、环保性能实验验证，最终得出高效稳定可行的环保型还原体系。
　　氧化体系则以硫化红棕染料为染色基础，以传统硫化碱为还原体系，测试不同氧化液氧化后织物在储存放置过程中色光及颜色的变化。通过中心复合试验法对硫化红棕染色过程中的影响因素进行实验设计，以染后织物皂洗前后及放置三周后色光及染色深度变化的差值为主要评价因素，利用Minitab软件分析得出最优染色氧化体系方案。
　　通过实验最终得出两种新型环保复合还原体系——硼氢化钠复合还原体系及二氧化硫脲复合还原体系，一种最优的硫化红棕染色氧化体系——过硫酸铵氧化染色体系。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 硫化染料简述

1．1．1 硫化染料分类

1．1．2 硫化染料结构

1．1．3 硫化染料性质

1．1．4 硫化染料染色原理

1．1．5 硫化染料染色过程

1．2 硫化染料染色存在的问题

1．2．1 硫化钠作为硫化染料还原剂的应用环保问题

1．2．2 硫化红棕染色织物存在的储存变色问题

1．3 课题研究目的意义及研究内容

1．3．1 课题研究目的及意义

1．3．2 课题研究内容

第2章 传统硫化钠还原体系的研究

2．1 引言

2．2 硫化钠简述

2．2．1 硫化钠还原性

2．2．2 硫化钠污染性

2．3 实验部分

2．3．1 实验材料药品及仪器

2．3．2 实验方法

2．3．3 测试方法

2．4 结果与讨论

2．4．1 氧化还原电位测试

2．4．2 染后织物性能测试

2．4．3 环保性能测试

2．5 本章小结

第3章 硼氢化钠复合还原体系的研究

3．1 引言

3．2 硼氢化钠还原机理

3．3 硼氢化钠水解抑制实验

3．3．1 硼氢化钠水解率测试方法

3．3．2 硼氢化钠水解率测试实验药品及仪器

3．3．3 硼氢化钠水解率测试实验方法及步骤

3．3．4 不同添加剂对硼氢化钠水解率的影响

3．3．5 不同氢氧化钠浓度对硼氢化钠水解率的影响

3．3．6 含硼砂的硼氢化钠溶液水解率测试

3．4 硼氢化钠复合还原体系染色实验

3．4．1 实验药品及仪器

3．4．2 实验染色方法

3．4．3 实验测试方法

3．4．4 硼氢化钠混合溶液单—还原体系染色实验结果与分析

3．4．5 硼氢化钠-葡萄糖复合还原体系染色实验结果与分析

3．4．6 硼氢化钠-次亚磷酸钠复合还原体系染色实验结果与分析

3．5 本章小结

第4章 二氧化硫脲复合还原体系的研究

4．1 引言

4．2 二氧化硫脲还原性及环保性

4．3 实验药品及仪器

4．3．1 实验材料

4．3．2 实验药品

4．3．3 实验仪器

4．4 实验染色方法

4．4．1 染色工艺

4．4．2 氧化工艺

4．4．3 皂洗工艺

4．5 实验测试方法

4．5．1 氧化还原电位测试

4．5．2 染色深度测试

4．5．3 耐摩擦色牢度测试

4．5．4 拉伸断裂强力测试

4．5．5 残液COD测试

4．6 实验结果与分析

4．6．1 织物颜色性能测试数据及分析

4．6．2 耐摩擦性能测试数据

4．6．3 织物强力性能测试数据

4．6．4 复合还原体系染色织物性能测试实验数据回归分析

4．6．5 复合还原体系的优化及其优化工艺的验证

4．6．6 复合还原体系氧化还原电位测试数据及分析

4．6．7 复合还原体系染色残液COD值测试数据及分析

4．7 本章小结

第5章 硫化红棕染色氧化体系的研究

5．1 引言

5．2 实验药品及仪器

5．2．1 实验材料

5．2．2 实验药品

5．2．3 实验仪器

5．3 实验方法

5．3．1 硫化红棕氧化剂的对比及筛选

5．3．2 硫化红棕染色氧化体系优化设计

5．4 测试方法

5．4．1 氧化还原电位测试

5．4．2 染色深度测试

5．4．3 耐摩擦色牢度测试

5．4．4 拉伸断裂强力测试

5．5 不同氧化液氧化效果对比及筛选实验

5．6 硫化红棕染色氧化体系优化

5．6．1 过硫酸铵及蒸馏水氧化还原电位测试数据及分析

5．6．2 两种染色氧化体系色差实验测试数据及回归分析

5．6．3 两种染色氧化体系的优化及其优化工艺的验证

5．6．4 两种染色氧化体系处理后织物性能比较

5．7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢