棉纤维的靛蓝染料/液蜡体系染色技术及理论研究

摘要

靛蓝染料染色通常采用反复浸轧—氧化—浸轧的方法，存在上染率低，染色工序复杂，生产效率低等问题。由于靛蓝染料反复染色工艺会极大影响散棉的可纺性，因此其主要用于全棉牛仔布的经纱染色工艺，导致靛蓝染色全棉产品的多样性受到极大制约。本课题组前期通过研究开发靛蓝染料隐色体/D5体系一次染深的技术来解决上述问题，得到有价值的结果，但D5作为一种挥发性硅氧烷，其价格昂贵，回收工艺复杂，且近期被欧盟列入高度关注物质，推广应用存在一定的风险，因此寻找能替代D5的新介质至关重要。 本文选用价格低廉、性能稳定的液体石蜡作为散棉纤维靛蓝染料染色的新型非水介质，并研究其染色工艺和相关理论，对其替代D5作为靛蓝染料染色介质的适用性进行评价。首先研究了散棉纤维白度、吸水性等性能对靛蓝染色后纤维的K/S值以及匀染性的影响，以此为评价指标，通过实验优选确立散棉纤维的最佳前处理工艺;同时还研究了靛蓝染料还原工艺中氢氧化钠浓度、保险粉浓度、温度等因素对散棉染色工艺的影响，确立了高浓度隐色体的还原工艺;继而研究了液体石蜡品种、染色时间、温度、浴比等对靛蓝染料隐色体/液蜡介质体系特性及染色结果的影响，确立了最佳的染色工艺，并研究确立了与之相匹配的氧化工艺。最后，采用FTIR、SEM、XRD等仪器对在不同蜡液蜡介质中完成靛蓝染色的散棉纤维的性状进行了表征分析，研究并确定了其染色动力学模型、吸附等温线和热力学参数。 结果表明:散棉纤维前处理最佳工艺为NaOH3 g/L，去油灵TF101C3 g/L，处理温度90℃，时间40 min，浴比1∶20。30 g/L靛蓝染料隐色体制备最佳还原条件为:NaOH50 g/L，保险粉160 g/L，还原温度60℃，还原时间20 min。棉纤维以液蜡为介质的最佳染色工艺为:棉纤维带液率80％，m棉∶m隐色体=1∶2，染色温度60℃，m棉∶m液体石蜡=1∶50，染色时间50 min。隐色体上染后的最佳氧化工艺为:氧化剂A3 mL/g纤维，浴比1∶10，氧化时间6s，温度90℃。从染色效果看，干摩擦牢度和日晒牢度方面以高粘度液体石蜡为介质的染色散棉纤维最佳;经不同品种液蜡介质染色的散棉纤维在表观形貌、化学结构和结晶状态等方面均无显著差异。靛蓝染料在不同介质中对散棉纤维的上染符合准二级动力学模型，吸附等温线符合弗莱因德利胥型模型，其染色热、染色亲和力和染色熵均为负值，且染色介质粘度越高，它们的绝对值越大。

目录

声明

摘要

1．1课题背景及意义

1．2靛蓝染料染色的研究现状

1．2．1靛蓝染料及其常规染色

1．2．2靛蓝染料染色机理

1．3非水介质染色的研究现状

1．3．1传统非水介质染色研究进展

1．3．2新型非水介质染色研究进展

1．4课题的主要研究目的和内容

2．1引言

2．2实验部分

2．2．1实验材料及试剂

2．2．2实验仪器

2．2．3实验方法

2．2．4测试方法

2．3结果与讨论

2．3．1前处理剂种类对棉纤维吸水性及染色效果的影响

2．3．2棉纤维前处理工艺的研究

2．4本章小结

3．1引言

3．2实验部分

3．2．1实验材料及试剂

3．2．2实验仪器

3．2．3实验方法

3．2．4测试力祛

3．3结果与讨论

3．3．1高浓度隐色体还原工艺的研究

3．3．2棉纤维的靛蓝染料液体石蜡体系染色工艺研究

3．3．3靛蓝染料氧化技术研究

3．3．4棉纤维的靛蓝染料／液蜡体系与D5、水浴染色效果对比

3．4本章小结

4．1引言

4．2实验

4．2．1实验材料及试剂

4．2．2实验仪器

4．2．3试验力话

4．3结果与讨论

4．3．1不同介质染色对棉纤维结构的影响

4．3．2靛蓝染料在不同介质中上染棉纤维的动力学研究

4．3．3靛蓝染料在不同介质中上染棉纤维的热力学研究

4．3．4棉纤维的靛蓝染料/液蜡体系染色过程模型

4．4本章小结

5．1结论

5．2展望

参考文献

附录

致谢