亚麻织物新型染整助剂研究

摘要

针对亚麻织物抗皱整理和染色两大难题，从抗皱机理出发，根据亚麻纤维的微观结构与化学组成，设计并合成两类新型防皱整理剂，用于亚麻织物抗皱整理，研究整理剂的结构与抗皱性能之间的关系，以及与亚麻纤维素分子交联的化学过程；从染色机理出发，设计并合成出了两类新型双子阳离子表面活性剂，用于亚麻织物染色，探讨染色助剂、染料和亚麻织物之间的相互作用。
　　通过考察1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)、柠檬酸(CA)、马来酸(MA)、衣康酸(IA)、丙烯酸(AA)等几种小分子羧酸对亚麻织物的抗皱整理性能，研究了其结构与抗皱整理性能之间的关系。结果表明，整理后的亚麻织物，具有较大的折皱回复角(WRA)，最大值为197o。其中含多个相邻羧基结构的小分子多元羧酸整理效果更优，抗皱整理能力大小顺序为：BTCA>CA>MA>IA>AA；但同时也发现整理后的亚麻织物普遍存在着强度损失大、水洗牢度低的问题。
　　合成了丙烯酸低聚物(PA)、马来酸低聚物(PM)、马来酸丙烯酸低聚物(PMA)、衣康酸丙烯酸低聚物(PIA)、衣康酸马来酸低聚物(PIM)，并用于亚麻织物抗皱整理。实验结果表明，该类低聚物除具有小分子多元羧酸较佳的抗皱整理性能外，整理后织物的断裂强度和水洗牢度明显提高。抗皱整理能力大小顺序为：PM>PMA≈PIA≈PIM>PA。研究发现，所合成的多元羧酸低聚物，分子的一个结构单元中可形成五元环酐的数目越多，对织物的抗皱整理效果越好。较优整理工艺条件下，经PM整理后的亚麻织物的WRA达到200°以上，断裂强度保留率(TSR)为60％，且水洗牢度较好。
　　采用甲醇-丙酮双溶剂分级沉淀法，对降解壳聚糖(JCTA)进行了有效粗分，通过JCTA对亚麻织物的抗皱整理效果考察，确定了其用作整理剂适宜的分子量范围：M在1300～2600之间，对应的聚合度在8～16之间。通过对酸降解法、酶降解法、双氧水氧化降解法的考察，确定双氧水氧化法为壳聚糖降解方法，采用此法，适宜分子量范围(B组分)产物收率较高，质量收率可达58%。抗皱整理实验结果表明，JCTA对亚麻织物具有一定的抗皱整理效果，但WRA不高，水洗牢度较低。
　　设计并合成了柠檬酰化、马来酰化降解壳聚糖衍生物，用IR和13CNMR对产物的结构进行了表征，确证所合成的化合物为目的产物。给出了柠檬酰化和马来酰化降解壳聚糖衍生物的较佳取代度范围，分别为0.80～1.0、0.95～1.1。抗皱整理结果表明：酰化降解壳聚糖衍生物对亚麻织物具有很好的抗皱整理效果，较优整理条件下，经柠檬酰化降解壳聚糖整理后，亚麻织物的WRA达到200o以上，TSR为65%，综合性能优于2D树脂。
　　设计并合成出了Cn-2-Cn·2Cl和C12-s-C12·2Cl两类新型双子阳离子表面活性剂，用IR、1HNMR、13CNMR和MS等手段对合成产物的结构进行了表征，证明所合成的化合物为目标产物。水溶液性质和表面性能研究结果表明，该类表面活性剂具有较低的表面张力(γ)和较低的临界胶束浓度(cmc)。
　　紫外光谱研究表明，双子阳离子表面活性与含磺酸基团染料分子在水溶液中随n(Cn-2-Cn·2Cl)/n(MO)的不同存在三种聚集状态，当n(Cn-2-Cn·2Cl)/n(MO)为1：2时，主要以H型聚集，不同于传统的阳离子表面活性剂(CTAB)。将C12-2-C12·2Cl作为染色助剂，用于活性染料(活性红X-3B)在亚麻纤维中的染色，与未经表面活性剂处理的亚麻织物相比，上染率、固色率提高了100%；与阳离子表面活性剂CTAB处理过的织物相比，上染率、固色率提高约20%。

目录

亚麻织物新型染整助剂研究

RESEARCH ON NOVEL FINISHING AND DYEING AGENTS IN LINEN FABRIC

摘要

Abstract

Content

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的意义

1.2 亚麻的化学组成和微观结构及其对织物服用性能的影响

1.3 亚麻织物的抗皱整理

1.4 亚麻织物的染色

1.5 本文的研究内容

第2章　实验原料和方法

2.1 主要原料、试剂及实验仪器设备

2.2 多元羧酸低聚物整理剂的制备

2.3 柠檬酸酐的制备

2.4 降解壳聚糖及衍生物的制备

2.5 表面活性剂织物染色助剂的制备

2.6 合成产物分析测试

2.7 表面性能及织物整理效果测试

2.8 亚麻织物整理工艺

第3章　多元羧酸低聚物对亚麻织物抗皱整理研究

3.1 小分子多元羧酸对亚麻织物的抗皱整理性能

3.2 多元羧酸低聚合物的合成工艺

3.3 多元羧酸低聚物的抗皱整理性能

3.4 多元羧酸低聚物整理工艺优化

3.5 本章小结

第4章　壳聚糖衍生物对亚麻织物抗皱整理研究

4.1 壳聚糖的降解及其对亚麻织物整理性能的研究

4.2 降解壳聚糖衍生物的合成及表征

4.3 降解壳聚糖衍生物的抗皱整理性能研究

4.4 本章小结

第5章　表面活性剂亚麻织物染色助剂的研究

5.1 表面活性剂的合成及表征

5.2 双子阳离子表面活性剂水溶液性质研究

5.3 双子阳离子表面活性剂在亚麻染色中的应用研究

5.4 本章小结

结　论

创新点

参考文献

附　 录

攻读博士学位期间发表的论文

哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学博士学位论文使用授权书

致　 谢

个人简历