采用生化和静电场方法对羊毛进行低温染色

摘要

羊毛在染色过程中，由于羊毛纤维外表存在疏水性的致密鳞片层，阻碍染料对羊毛纤维的吸附和向内部扩散，因此羊毛一般在98℃的高温条件下染色，这样可提高染料的扩散速率。但是高温染色不仅耗能大，增加了成本，而且使羊毛遭受热和化学药剂的作用，引起羊毛泛黄，影响纤维的手感、光泽、鲜艳度，使其强力下降，破坏羊绒优良的天然品质。因此研究和推广羊毛低温染色方法具有重要意义。
　　 到目前为止，对羊毛低温染色法已有诸多报道，如，溶剂助剂法、氧化处理法、染色助剂法、生物酶处理法等。虽然这些方法在实验室中都取得了良好的效果，但在实际的生产过程中却存在着各种各样的问题。本文从染色的热力学和动力学角度出发，首先分析了染料的结构对其扩散性能的影响，得出了线性结构染料分子在羊毛上的扩散性要优于面状结构的染料分子。然后，针对实际生产过程中较为常用的低温染色方法加以分析比较，得出了多种染色方法的利弊因素：
　　 首先，采用氧化法剥鳞片处理可以很好的降低羊毛纤维鳞片层对染料的阻碍作用，尤其是采用KMnO4的氧化剥鳞方法，不仅具有良好的低温染色效果，而且避免了对环境的不利因素。
　　 其次，低温染色工艺要慎选染色助剂，不同的染色助剂对染料具有不同程度的结合作用，这种结合力的强弱严重影响着染料的扩散速率和上染量。
　　 第三，合理地采用有机溶剂可以加快染料向纤维的扩散速率，并且采用苯甲醇有机溶剂的工艺不会影响染料的最终上染量，但染色成本是个需要考虑的问题。
　　 另外，由国内外的研究成果可知，在正常情况下水分子在分子间力的作用下形成几个甚至几十个分子的团簇，这种团簇一经打破便会改变水的溶解力、渗透力、代谢力、扩散力等物化性质。这种功能首先在生物上得以证实，并加以应用，例如，小分子簇增加水的生物膜透过率，增强生物体的新陈代谢功能，达到改变生物体机能的效果。而这种溶解、渗透、扩散作用的增强也恰恰是染整工作者通过各种手段所要达到的目的。
　　 通过试验发现，小的水分子团的渗透力比较大，就更有利于水分子穿透鳞片层，向纤维内部扩散，加速羊毛纤维的溶涨同时也更易于渗透纤维中一些结构较为紧密的组织，透染性会得到提高；另一方面小团簇的水分子会加速染料的溶解和扩散，提高染料的溶解度。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1 羊毛低温染色的现状

1.1 助剂低温染色与表面化学改性的低温染色

1.2 表面物理改性的低温染色

1.3 物理辅助染色方法

2 羊毛低温染色的动力学理论基础

3 羊毛纤维的结构及剥鳞方法

3.1 羊毛纤维的结构

3.2 羊毛纤维的氧化及酶剥鳞原理及方法

4 染色体系中的水分子团簇及其改变

4.1 水分子间的作用力

4.2 改变水分子簇大小所引起的化学和生物学效应

4.3 改变水分子团簇结构的方法

4.4 水分子簇结构改变的表征

4.5 水分子团簇改变的性能预见

5 本课题的研究意义

第二章 染料结构对低温染色性能的研究

1 实验部分

1.1 实验仪器及试剂

1.2 实验方法

2 结果与讨论

2.1 羊毛纤维直径测试结果记录与计算

2.2 染料分子结构对其在羊毛上扩散性能的影响

2.3 染料的结构与上染率的关系

2.4 染料上染与温度的关系

3 小结

第三章 鳞片层对羊毛扩散性能的研究

1 实验部分

1.1 氯化氧化剥鳞法

1.2 高锰酸钾氧化剥鳞法

1.3 蛋白酶水解法剥鳞

2 结果与讨论

2.1 氧化剥鳞处理及酶处理对羊毛的染料扩散性能的影响

2.2 氧化剥鳞处理及酶处理对羊毛的上染百分率的影响

3 小结

第四章 染色添加剂在羊毛染色中的附加作用

1 实验部分

1.1 主要试剂

1.2 有机溶剂及其性质

1.3 实验方法

2 结果与讨论

2.1 助剂对羊毛纤维染色性能的影响

2.2 有机溶剂对羊毛纤维染色性能的影响

3 小结

第五章 水分子团簇对羊毛染色的影响

1 实验部分

1.1 试验仪器及试剂

1.2 实验方法

2 结果与讨论

2.1 外加电场对水分子团簇的影响

2.2 电场水对染料溶解度影响

2.3 电场水对羊毛溶胀性能的影响

3 小结

第六章 结论

参考文献

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致谢