低温等离子体技术对棉织物活性染料染色性能的影响

摘要

用于棉织物染色的所有染料中，活性染料是最具增长趋势的一类。但使用过程中所体现的不利环保的诸多问题已促使一些化学和染整工作者提出了很多改进手段。这些手段主要集中在化学方法上。随着科学技术的不断进步，探寻新的、无污染的技术手段是一个必然的方向。低温等离子体技术因其环保、无水的特点倍受青睐，并被誉称为“绿色整理”技术。它在棉织物改性上的应用已取得了初步成果，但成功实例还主要集中在退浆、精练、漂白以及其它一些功能性整理中，探讨该技术对棉织物活性染料染色性能影响的研究报道还不多见。究其原因，大概是因为传统的观点认为：等离子体技术的改性特点是表面性和浅层性，而纤维的染色涉及的不仅仅是表层，因此，这种改性的作用十分有限。但是，深入的研究发现，在某些情形下，纤维表层性质的改变对染色也具有重要的作用，正如羊毛纤维、黏胶纤维等。另外，很多情况下，染色效果最直观的反映是表观得色深度，用以评定染色效果的K/S值，考察的实际上也是纤维浅表层内染料的浓度。因此，纤维浅表层染色性能的变化对染色的意义是重要的。从这一角度看，利用等离子体技术改变棉纤维的表面特性，从而改善其活性染料的染色性能，是一项具有现实意义的课题。 本论文第一部分内容是选用氩气、氮气、氧气三种低温等离子体按正交实验设定的处理条件对棉织物进行处理，以改变棉纤维的表面性质，继而选用合适的活性染料和相应工艺参数，考察棉织物的染色性能，进行分析讨论后优选出最佳的低温等离子体改性条件；第二部分内容是将氩气低温等离子体技术结合乙,二胺接枝对棉织物进行处理，以期对棉纤维实施表面接枝改性，同样在考察纤维染色性能的基础上，探讨该技术的改性机理和对染色的影响，并选择最佳的改性工艺和条件。以上两部分内容均选用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和毛细效应测试等分析测试手段中的一种或多种对结果进行辅助分析；第三部分内容是探讨低温等离子体技术对棉织物活性染料轧染和冷轧堆染色工艺的影响。 主要研究结果如下： 1.对氩气低温等离子体处理后的织物用活性染料进行染色，发现染料的固色效率(F％)和总固色率(％T)上升幅度比较大。如果要改善棉织物活性染料染色的固色效率和总固色率，用氩气低温等离子体对棉织物进行前处理应该是一种可行的方法。对氧气低温等离子体处理后的织物进行染色，发现染料的上染百分率(％E)明显上升。如果想改善棉织物活性染料染色的上染百分率，选用氧气低温等离子体对棉织物进行前处理应该也是一种可行的方法。经氩气和氧气低温等离子体处理后，棉织物SEM图片均呈现纤维表面有明显刻痕；TG分析和XRD曲线分别证实处理后纤维结晶区和结晶度有变化；毛细效应测试证明处理后的织物表面润湿性大大提高。对氮气低温等离子体处理后的织物进行染色，衡量染色性能的各指标除了上染百分率在个别处理条件下有所提升，其它都没有得到有效的改善。 2.设计三种工艺方法将低温等离子体技术和乙二胺接枝结合起来对棉织物进行处理。结果证明第二种处理工艺，即将织物在不同浓度的EDA溶液中浸置不同时间后再用氩气低温等离子体处理对改善棉织物活性染料的染色性能最有效果，K/S值的最佳提升幅度为28.07％，总固色率最佳提升幅度为23.04％。 3.探讨氩气低温等离子体技术对棉织物活性染料轧染的影响，结果表明活性染料在低温等离子体作用下能和棉纤维发生结合，但不能完全替代常规轧染工艺中的焙烘过程。 4.棉织物经氩气低温等离子体技术处理后再实行冷轧堆工艺，在一定程度上能缩短冷轧堆堆置时间。

目录

文摘

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第一章 文献综述

1.1前言

1.2活性染料染纤维素纤维机理

1.3改善活性染料棉织物染色性能的现有手段

1.3.1通过开发新型活性染料以改善染色性能的手段

1.3.2通过开发新工艺改善活性染料染色新能

1.3.3通过开发无盐染色助剂的手段改善活性染料染色性能的手段

1.3.4棉织物阳离子改性

1.3.5棉织物低温等离子体改性研究成果

1.4低温等离子体改性技术

1.5课题研究的目的、意义和内容

第二章 实验条件及其测试手段

2.1低温等离子体表面改性条件

2.2低温等离子体表面改性装置

2.2.1实验装置

2.2.2等离子体表面改性的操作流程

2.3等离子体表面改性的表征

2.3.1傅立叶变换红外光谱(Fourier Transform IR)

2.3.2扫描电子显微镜(SEM)

2.3.2 X-射线衍射(X-Ray Diffraction)

2.4其它测试手段和实验方法

2.4.1热重分析

2.4.2耐洗色牢度测试

2.4.3染料的精制—二甲基甲酰胺溶解、丙酮析出法

2.4.4织物断裂强力测试

2.4.5织物毛细效应测试

第三章 氧气、氩气、氮气低温等离子体改性对棉织物活性染料染色性能的影响

3.1氩气低温等离子体改性对棉织物染色性能的影响

3.1.1实验部分

3.1.2结果与讨论

3.2氮气低温等离子体改性对棉织物染色性能的影响

3.2.1实验部分

3.2.2结果与讨论

3.3氧气低温等离子体改性对棉织物染色性能的影响

3.3.1实验部分

3.3.2结果与讨论

3.4氩气、氮气和氧气低温等离子体处理对棉织物白度的影响

3.5本章小结

第四章 低温等离子技术结合乙二胺接枝对棉织物活性染料染色性能的影响

4.1乙二胺直接接枝法（A方法）

4.1.1实验部分

4.1.2结果与讨论

4.2乙二胺浸置-低温等离子体激发接枝法（B方法）

4.2.1实验部分

4.2.2结果与讨论

4.3低温等离子体处理-乙二胺浸置接枝法（C方法）

4.3.1实验部分

4.3.2结果与讨论

4.4结论

第五章 低温等离子体技术对棉织物活性染料轧染和冷轧堆染色工艺的影响

5.1低温等离子体技术对棉织物活性染料轧染工艺的影响

5.1.1实验部分

5.1.2结果与讨论

5.2低温等离子体技术对棉织物活性染料冷轧堆染色工艺的影响

5.2.1实验部分

5.2.2结果与讨论

5.3本章小结

第六章 结论与建议

参考文献

附录

致谢