微胶囊染料的制备及其在羊毛染色的应用研究

摘要

众所周知，活性染料兰纳素CE在染色过程中能与羊毛纤维形成牢固的共价结合，但在目前常规的羊毛染色工艺中，由于繁复、冗长的染色工艺会产生大量的染色废水，其不仅对环境造成严重的危害，同时也需要耗费大量人力物力来处理染色废水。为了解决这个难题，本课题通过微胶囊技术的研究，制备出了适用于羊毛染色的微胶囊染料，并对羊毛织物进行微胶囊染色，从而达到节能减排的目的。
　　首先探究了大豆卵磷脂以及微胶囊结构在羊毛染色中的可行性。制备出大豆卵磷脂和染料含量相同的卵磷脂染液和微球染液，并依照工艺条件对羊毛织物进行染色，同时对两种染液的染色性能进行分析和比较。结果表明，采用大豆卵磷脂作为壁材，并使用微胶囊染色技术，能够加强染料与羊毛的结合效果，提升染色的固色效率及固色率。虽然其会导致上染率的降低，但染色残液只需经过简单的过滤处理，即可过滤掉残液中绝大部分的染料，达到一定的废水处理效果。
　　而后探究了微胶囊染料的最佳制备工艺。选用大豆卵磷脂作为壁材，通过逆向蒸发法，对活性染料兰纳素CE进行包封，制备成微胶囊。以包封率作为评价指标，通过单因素分析以及Box-Behnken Design响应面优化法筛选出微胶囊的最佳制备工艺条件，并通过TEM及FTIR对制备出的微胶囊进行形貌及结构的表征。结果表明，微胶囊的最佳制备工艺条件为有机溶剂为20 mL乙醚，大豆卵磷脂与胆固醇质量比为3.11:1，壁材与芯材质量比为26.3:1，水合时PBS缓冲液用量为4.7 mL，所制备的微胶囊的平均包封率为67.64％，且微胶囊形貌均一，具有明显的核-壳结构。
　　其次探究了大豆卵磷脂/兰纳素CE微胶囊染料对羊毛的最佳染色工艺。通过单因素分析以及Box-Behnken Design响应面优化法，并结合常规染色工艺对比优化出最佳微胶囊染色工艺。结果表明，最佳微胶囊染色条件为pH值为4.6，染色时间为60 min，染色温度为90℃以及元明粉用量为10%owf，所染色的羊毛织物的K/S值为19.086，且染色牢度同常规染色工艺保持一致。
　　最后探究了微胶囊染色废水的回用情况。通过与常规染色废水进行对比分析，测量废水的CODcr、BOD5值及吸光度，并对微胶囊染色废水的循环使用性进行分析。结果表明，微胶囊染色废水的污染程度远远小于常规染色废水的污染程度，且微胶囊染色废水至少能够经过10次回收利用，能够节省大量的染色用水量和废水处理成本。
　　本文研究揭示：大豆卵磷脂/兰纳素CE微胶囊染料完全可以在更低的染色温度下对羊毛进行染色，其染色后废水经简单处理，可实现循环再利用，达到节能减排的目的。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 微胶囊

1.3 微胶囊在纺织上的应用

1.4 微胶囊染料在羊毛染色中的研究现状

1.5 本文设计思路、研究目的和研究内容

第二章 大豆卵磷脂及微胶囊结构的可行性分析

2.1 引言

2.2 理论部分

2.3 实验部分

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

第三章 大豆卵磷脂/兰纳素CE微胶囊染料的制备及表征

3.1 引言

3.2 理论部分

3.3 实验部分

3.4 结果与讨论

3.5本章小结

第四章 大豆卵磷脂/兰纳素CE微胶囊染料的染色工艺初探

4.1 引言

4.2 理论部分

4.3 实验部分

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间发表论文情况

致谢