乙醇—水体系中棉织物活性染料染色及其相关理论的研究

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1、东华大学博士学位论文学校代码：10255学号：1099054DOCTORALDISSERTATION0FDONGHUAUNIVERSITY乙醇．水体系中棉织物的活性染料染色及其相关理论研究ApplicationandTheoreticalStudyofEthanol—waterSysteminReactiveCottonDyeing学科专业：纺织化学与染整工程作者姓名：杭彩云指导教师：何瑾馨教授完成日期：2013年12月东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成

2、果。除文中己明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：拗弓日期：少，≯年午月>矛日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口，在——年解密后适

3、用本版权书。不保密瓯学位论文作者签名：0元移弓指导教师签名：7，刁彳堂謦日期：力，≯钳月，万日日期：J口，#年弘月圩日东华大学博l：学位论文乙醇一水体系中棉织物的活性染料染色及其相关理论研究摘要活性染料自问世以来，凭借卓越的染色性能迅速发展成为当今纤维素纤维印染的首选染料。然而，在以水为介质的传统棉织物染色体系中，因活性染料在碱性固色时导致染料水解副反应，失去了与纤维素纤维发生共价结合的能力，大大降低了活性染料的利用率，活性染料的固色率不高，约为40～85％之间。同时，染色结束后，为了获得所要求的染色湿处理牢度，必须通过充分的洗涤去除分布在纤维内部、纤维

4、表面以及纤维间毛细网络孔道中的水解染料。因此，活性染料高固色率染色和高效节水净洗一直是染整工作者长期研究的课题。纯有机溶剂染色虽然提高了染料利用率，但受到染料品种、溶剂安全性和染色工艺可行性限制；小浴比染色受染料溶解性、设备专用性、染色匀染性和织物表面易擦伤的影响未能普及。此外，传统以水为介质的净洗工艺水耗和能耗大，污水排放多。针对这一系列问题，本文尝试以乙醇．水体系作为活性染料染色和净洗介质，分别研究相关的染色和净洗技术。首先根据活性染料的特性及其在溶剂中溶解度参数，研究了RY84、RRl20、RBl71和RB71四只活性染料在不同溶剂中溶解性能。根据

5、溶剂的物理特性和使用安全性，确定了以乙醇．水体系代替传统水体系，作为活性染料染色和净洗的介质；分析了乙醇．水体系中活性染料溶解度随乙醇体积分数增加的变化规律，以及乙醇一水体系中活性染料对纤维素纤维上染率影响。研究结果表明，染料在乙醇．水体系中随乙醇体积分数的增加，其溶解度逐渐降低，对纤维素纤维的上染率显著提高，这与传统水体系染色中染料随浴比减小上染率提高的规律一致；在乙醇．水体系(乙醇体积分数为90％)中无需添加电解质，RY84、RRl20、RBl71三只染料的上染率即可达到99％，RB71染料的上染率也大于82％，当加入Na2C03浓度达到59／L时，

6、染料的上染率达到最大值。棉织物经Na2C03预处理后，在乙醇．水体系(乙醇体积分数为90％)中活性染料无盐染色的性能明显优于传统水体系中有盐染色的性能，染料浓度为l％，RY84、RRl20、RBl71和RB71上染率分别提高了13．74％、17．59％、l1．87％、39．77％，固色率分别提高了19．67％、23．62％、8．90％、39．26％。由此初步可见，乙醇．水体系作为活性染料染色介质不仅可以实现无盐染色，而且能够提高染料利用率。论文研究了乙醇．水体系(乙醇体积分数为90％)中活性染料染色动力学，包括上染速率曲线、扩散系数、半染时间、染色速率常

7、数、固色速率曲线等。研究结果表明，乙醇．水体系(乙醇体积分数为90％)中染料的扩散系数随着染色时问的延长而减小；升高温度有助于提高扩散系数和比染色速率常数，缩短半染I东华人学博Ij学位论文时间；棉织物经过碱预溶胀后纤维直径比水预溶胀后纤维直径大，染料在碱处理棉织物上的扩散系数比在水处理棉织物上的扩散系数大；在乙醇．水体系中，染色初期染料在NaOH预处理棉织物上的固色率高于Na2C03预处理棉织物的固色率，但随着染色时间的延长，由于体系中NaOH浓度偏高，染料与纤维间的共价键发生水解，固色率下降。基于乙醇．水体系(乙醇体积分数为90％)中活性染料染色动力学

8、分析，论文还对乙醇．水体系中活性染料染色工艺进行了深入研究，包括棉织物碱预处理全