色媒體改性棉織物---堯神夢 - 副本

1、2013-2014年大三學(xué)年課程設(shè)計(jì)課程名稱： 色媒體改性棉織物染色 學(xué) 院： 紡織與材料學(xué)院 班 級： 輕化工程11級（3）班 指導(dǎo)老師： 王雪燕、習(xí)智華、焦 林 姓 名： 王江華（41101030306） 目 錄摘要1一、前言3二、理論部分3三、實(shí)驗(yàn)部分31、材料、藥品及儀器32、活性艷紅KD-8B43、染料max的測定44、色媒體改性棉織物45、改性棉織物的染色46、是否改性的實(shí)驗(yàn)對比4四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及結(jié)果討論41、染料最大吸收波長的測定結(jié)果42、色媒體改性工藝探討43、改性纖維染色影響因素44、是否改性及改性后處理實(shí)驗(yàn)影響4五、結(jié)論4參考文獻(xiàn)4摘 要隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們對環(huán)保的

2、重視及關(guān)注的提升，紡織行業(yè)正在積極對工藝進(jìn)行改良，以實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，滿足社會(huì)人們對紡織品的需求。紡織品的染色過程對鹽用量需求很大，這不僅影響了企業(yè)生產(chǎn)成本以及效率，更給社會(huì)帶來了極大的水質(zhì)污染。本課題針對無鹽或低鹽染色進(jìn)行了研究，在染色之前，用陽離子型色媒體對織物進(jìn)行預(yù)處理，則能在明顯減少鹽用量染色情況下達(dá)到理想的上染百分率。本課題使用陽離子型的色媒體對棉型織物進(jìn)行浸漬改性，研究改性最佳工藝條件（色媒體用量、浸漬溫度、浸漬時(shí)間、是否烘干以及水洗），探究經(jīng)色媒體改性后的織物在無鹽條件下染色上染率是否能夠達(dá)到染色需求。隨后我們對改性后棉織物染色過程中加入的鹽和堿劑用量進(jìn)行了深入研究，探究色媒體改性棉

3、織物所需最低鹽和堿劑的用量。本課題通過分光光度法對織物上染率的研究來評定該色媒體改性棉織物能否符合無鹽染色標(biāo)準(zhǔn)，并對改性織物進(jìn)行了干濕摩擦牢度的測定，評價(jià)是否改性以及改性過程是否烘干、水洗對織物色牢度的影響。研究發(fā)現(xiàn)，該色媒體改性棉織物能在一定程度上提高織物染色上染百分率，但不能完全實(shí)現(xiàn)無鹽染色。本課題研究得到色媒體最佳改性工藝：色媒體用量為5%（owf），浴比20:1，浸漬溫度為60，浸漬時(shí)間為45min，浸漬后烘干。改性后棉織物染色工藝：活性艷紅KD-8B用量2%（owf），浴比40:1，始染溫度60，保溫15min后加30g/L鹽，繼續(xù)保溫15min，以12/min的速度升溫至90, 加

4、9g/L純堿，保溫30min后降溫水洗烘干。關(guān)鍵詞：色媒體，低鹽染色，上染百分率AbstractAlong with the development of domestic economy and peoples enhancing attention and concern to environmental protection, textile industry is actively to improve the process ,in order to realize the green production and satisfied with the social demand f

5、or textiles. The salt in dyeing process of textiles is great demand, which not only affects the production cost and efficiency, more brought water pollution greatly. The present investigation is aimed at salt-free or low salt dyeing. The pretreatment of fabric with cationic color media before dyeing

6、 can achieve ideal dyeing percentage in significantly reduced salt dosage of dyeing.The cotton fabric is dipping to modification by the cationic type of color media using in the present investigation, to get the optimum process conditions of modification (including color media content, soaking tempe

7、rature, soaking time, drying and washing), explore whether the cotton fabric of modified by color media can achieve ideal dyeing percentage under salt-free conditions. Then we have a deep research about the salt and alkali dosage adding to the modified cotton fabric when dyeing, to explore the lowes

8、t salt and alkali dosage for color-media-modified cotton fabric. This present investigation evaluate whether the color media modified cotton fabric can meet the salt-free dyeing standard through measured the dyeing rate of fabric by spectrophotometry, and the modification of fabric were measured in

9、dry and wet rubbing fastness to evaluate whether the modification and whether drying, washing after the modification process have effect to the fabric color fastness. The present investigation found, the color-media-modified cotton fabric can be improved fabric dyeing percentage to some extent, but

10、can not fully achieve salt-free dyeing. This research give out the color medias best modification process: color media content is 5% (owf), bath ratio is 20:1, the soaking temperature is 60 , the soaking time was 45min, drying after soaking. The modified cotton fabrics dyeing process : reactive bril

11、liant red KD-8B dosage is 2% (owf), bath is 40:1, begining dyeing temperature is 60 , after holding for 15min, add 30g/L salt to the bath, continue to holding 15min, then heat up to 90 with the speed of 12 /min, plus 9g/L soda, washing and drying after 30min.Keywords: color media, low salt dyeing, d

12、yeing percentage一、 前言中國印染行業(yè)廢水污染越來越嚴(yán)重，環(huán)保壓力越來越大，清潔化生產(chǎn)工藝的開發(fā)已經(jīng)刻不容緩。目前對印染廢水中有機(jī)化合物的處理已經(jīng)取得了很大的成效，但是對印染廢水中無機(jī)鹽(如氯化鈉、元明粉)的處理還不夠。廢水中鹽含量過高，將直接改變河水水質(zhì)，破壞水的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)，水中鹽分過高將導(dǎo)致土質(zhì)鹽堿化。針對鹽水對人類的危害問題，國內(nèi)外作了大量研究，在染料上合成了很多低鹽染色的活性染料；其次將纖維素陽離子改性制造出一系列改性纖維；最后使用無鹽染色助劑降低染色過程中的鹽用量。中國廣東省德美精細(xì)化工股份有限公司組織技術(shù)攻關(guān)小組，對清潔化染色工藝、從原理、新型改性劑開發(fā)、應(yīng)用評

13、價(jià)等領(lǐng)域進(jìn)行了近3年的研究，已取得了突破性進(jìn)展，目前該項(xiàng)目以“一種改性纖維的制作方法及其環(huán)保型染色新工藝（色媒體染色）”申請中國發(fā)明專利。本課題研究方向是使用一種陽離子型色媒體對棉織物進(jìn)行改性，使棉織物帶有一定的正電荷，促進(jìn)對帶負(fù)電荷的活性染料的吸附，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)棉織物的無鹽或低鹽活性染料染色 ，探討各因素對得色的影響，得出了改性最佳工藝以及染色時(shí)鹽和純堿的最低用量。二、 理論部分色媒體的染色原理1：色媒體是一種反應(yīng)型預(yù)聚體，滲透到纖維內(nèi)部后會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)而形成包裹在纖維上的含染座的陽離子高分子材料。因此經(jīng)色媒體預(yù)處理后的纖維對陰離子型活性染料有優(yōu)異的吸附力，染色時(shí)不需要使用鹽、堿就能把染料全部吸

14、盡，可以做到染液無色或基本無色。電解質(zhì)促染固色機(jī)理2：活性染料染色中，電解質(zhì)對固色速率和固色效率有較大的影響。與直接染料的促染機(jī)理相同，加入中性電解質(zhì)可提高染色的吸附速率、平衡吸附量及纖維上的吸附密度。電解質(zhì)提高染料固色率的作用除了靠提高直接性外，還包括提高Cell-O-/OH-比值這個(gè)因素。按照唐能膜平衡原理，在堿性溶液中，纖維素纖維空隙中溶液的pH值低于外相溶液的pH值，加入鹽可縮小內(nèi)外相pH值差別。另外由于活性染料和纖維素離子都帶有負(fù)電荷，因此增加鹽的濃度，提高溶液的離子強(qiáng)度后也會(huì)加速他們之間的反應(yīng)。但鹽量必須適量，否則會(huì)導(dǎo)致纖維染色的勻染性很差，對固色反應(yīng)反而不利。三、 實(shí)驗(yàn)部分1、

15、材料、藥品及儀器1) 材料退煮漂后的棉織物。2) 藥品及染料表3-1 實(shí)驗(yàn)藥品藥品名稱級別生產(chǎn)廠家色媒體活性艷紅KD-8B無水碳酸鈉氯化鈉肥皂片分析純工業(yè)品分析純分析純工業(yè)品廣東德美化工有限公司市購天津市天力化學(xué)試劑有限公司天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠市購3) 實(shí)驗(yàn)儀器表3-2 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器型號生產(chǎn)廠家可見分光光度計(jì)2孔電熱恒溫水浴鍋電熱鼓風(fēng)干燥箱耐摩擦牢度儀架盤藥物天平722HH-2101Y571NHG-TP11-1上海精密科學(xué)儀器有限公司北京科偉永興儀器有限公司北京科偉永興儀器有限公司南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司上海精密科學(xué)儀器有限公司2、 活性艷紅KD-8B3 1) 分子式：C52H30Cl2

16、N14O20S6·6Na2) 分子量：1572.163) 結(jié)構(gòu)式：圖3-1 活性艷紅KD-8B的結(jié)構(gòu)式3、 染料max的測定以適當(dāng)配比配好染料原液，并適當(dāng)稀釋后用分光光度計(jì)測定max。4、 色媒體改性棉織物1) 參考改性工藝 1：色媒體用量（owf） 5%浸漬溫度/ 60浸漬時(shí)間/min 30min浴比 20:12) 染色工藝向燒杯中加入2.5%（owf）的活性艷紅KD-8B，加入定量水調(diào)成浴比為40:1的染液，升溫至60，加入織物，保溫30min后，以12/min的速度升溫至90后加入10g/L純堿并保溫30min，降溫后水洗、烘干。染色工藝曲線如下：圖3-2 改性后棉織物無鹽染色

17、工藝曲線圖3) 色媒體用量取七塊1g退煮漂棉織物以及七個(gè)燒杯，分別編號17號，向17號燒杯中分別加入相對織物重的0%、1%、3%、5%、7%、10%、5%色媒體，加入定量水配成改性浴液（20:1），然后將七個(gè)燒杯在水浴鍋中加熱升至60，加入對應(yīng)編號的棉織物，保溫30min，取出，對7號布進(jìn)行水洗，隨后對七塊織物進(jìn)行相同條件的染色，染色工藝如圖3-2所示，并測定織物上染百分率。4) 浸漬溫度取四塊1g退煮漂棉織物以及四個(gè)燒杯，分別編號14號，向14號燒杯中加入相對織物重的5%色媒體，加入定量水配成改性浴液（20:1），將1號織物加入1號燒杯在室溫中處理30min，其余三個(gè)燒杯在水浴鍋中分別加熱升

18、溫至45、60、80，并加入織物后各自保溫30min，隨后對四塊織物進(jìn)行相同條件的染色，染色工藝如圖3-2所示，并測定織物上染百分率。5) 浸漬時(shí)間取六塊1g退煮漂棉織物以及六個(gè)燒杯，分別編號16號，向16號燒杯中加入相對織物重的5%色媒體，加入定量水配成改性浴液（20:1），然后將七個(gè)燒杯在水浴鍋中加熱升至60，加入對應(yīng)編號的棉織物，分別保溫15min、30min、45min、60min、75min、30min，取出，對6號布進(jìn)行水洗，隨后對6塊織物進(jìn)行相同條件的染色，染色工藝如圖3-2所示，并測定織物上染百分率。5、 改性棉織物的染色1) 參考染色工藝4由于加2.5%（owf）活性染料對染

19、料浪費(fèi)太大，后續(xù)實(shí)驗(yàn)改加染料量為2%。向燒杯中加入2%（owf）的活性艷紅KD-8B，加入定量水調(diào)成浴比為40:1的染液，升溫至60，加入織物，保溫15min后，加入一定量食鹽后續(xù)染15min，以12/min的速度升溫至90后加入一定量純堿并保溫30min，降溫后水洗、烘干。染色工藝曲線如下：圖3-3 活性染料加鹽染色工藝曲線圖2) 鹽用量取七塊1g退煮漂棉織物以及七個(gè)燒杯，分別編號17號，對七塊棉織物進(jìn)行改性后按如圖3-3工藝曲線染色，加入食鹽時(shí)，向七個(gè)燒杯中分別加食鹽0g/L、10 g/L、20 g/L、30 g/L、40 g/L、50 g/L、60 g/L，加純堿量都為10 g/L，最后

20、測定織物上染百分率。3) 純堿用量取六塊1g退煮漂棉織物以及六個(gè)燒杯，分別編號16號，對六塊棉織物進(jìn)行改性并烘干后按如圖3-3工藝曲線染色，加入食鹽量為30 g/L，向六個(gè)燒杯中分別加純堿量為0 g/L、3 g/L、6 g/L、9 g/L、12 g/L、15 g/L，最后測定織物上染百分率。6、 是否改性的實(shí)驗(yàn)對比取四塊2g/L棉織物以及四個(gè)燒杯進(jìn)行編號14號，不對1號布改性，對織物24號進(jìn)行改性，改性后，對2號布直接烘干，對3號布水洗后再烘干，四號布不做處理。隨后對四塊織物進(jìn)行如圖3-3染色工藝進(jìn)行染色實(shí)驗(yàn)，染色中加入鹽30g/L，純堿9g/L，并測其上染率，對四塊織物皂洗后水洗烘干用于測定

21、其干濕摩擦牢度。四、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及結(jié)果討論1、 染料最大吸收波長的測定結(jié)果1) 粗測波長/nm480490500510520530540550吸光度A0.1830.2270.2730.3200.3440.3400.3400.3092) 細(xì)測波長/nm512514516518520522524526528吸光度A0.3270.3330.3370.3410.3430.3440.3430.3420.3413) 吸收光譜曲線本課題使用的活性染料最大吸收波長max為522nm。本課題涉及到的上染百分率的計(jì)算公式為：上染率=（1- Ai Vi/ A0 V0）×100%2、 色媒體改性工藝探討1

22、) 色媒體用量的影響表4-1 不同色媒體用量對織物染色上染率的影響編號123456色媒體用量/owfAi上染率0%0.43936.2%1%0.40940.6%3%0.38643.9%5%0.37845.1%7%0.38344.3%10%0.39342.9%注：A0=0.344，V0=1000mL，Vi=500mL。圖4-1 不同色媒體用量對織物染色上染率的影響分析上圖可知，初期隨著色媒體用量增加，染色上染百分率也上升，之后用量再增加，上染率反而有所下降。本課題最后選擇色媒體用量為5%。2) 浸漬溫度的影響表4-2 改性浸漬溫度對染色上染率的影響編號1234溫度/Ai上染率室溫0.42840.2

23、%450.40243.9%600.39145.4%800.36549.0%注：A0=0.358，V0=1000mL，Vi=500mL。圖4-2 改性浸漬溫度對染色上染率的影響由上圖分析可知，隨溫度的升高，上染百分率也隨之上升，但考慮到節(jié)約能源與成本等因素，本課題選用浸漬溫度為60。3) 浸漬時(shí)間的影響表4-3 改性浸漬時(shí)間對染色上染率的影響編號12345時(shí)間/minAi上染率150.44338.1%300.40543.4%450.37647.5%600.36948.5%750.39445.0%注：A0=0.358，V0=1000mL，Vi=500mL。圖4-3 改性浸漬時(shí)間對染色上染率的影響分

24、析上圖可知，浸漬時(shí)間為60min所達(dá)到的上染率最高，但考慮到效率問題，本課題選擇上染率較高的45min。4) 改性后水洗色媒體用量5%（owf），T=60，t=30min，浴比20:1。表4-4 改性后水洗對上染率的影響編號1（A0=0.344，V0：Vi=2）2（A0=0.0.358，V0：Vi=2）是否水洗Ai上染率不水洗0.37845.1%水洗0.32652.6%不水洗0.40543.4%水洗0.35051.1%由于改性后，有部分色媒體未與纖維形成交聯(lián)，只是吸附在纖維表面，若未水洗，在染色過程，這部分未成交聯(lián)的色媒體會(huì)與上染纖維的染料離子鍵結(jié)合從而吸附染料從纖維上脫落，降低了上染率，而水

25、洗后能有效去除這部分未與纖維交聯(lián)的色媒體。從上表分析可知，改性后水洗有利于提高上染率。綜合以上因素，本課題得到的最佳改性工藝為：色媒體用量為5%（owf），浴比20:1，浸漬溫度為60，浸漬時(shí)間為45min，浸漬后烘干固著。3、 改性纖維染色影響因素1) 鹽用量的影響表4-5 染色時(shí)鹽用量對纖維上染率的影響編號1234567鹽NaCl/（g/L）Ai上染率00.32546.4%100.21165.2%200.20466.3%300.16572.8%400.15973.8%500.13777.4%600.12679.2%注：A0=0.303，V0=1000mL，Vi=500mL。圖4-5 染色時(shí)

26、鹽用量對纖維上染率的影響分析上圖可知，隨著染色中鹽用量的增加，上染率也逐漸增大，但鹽用量太大，影響了織物勻染性，綜合多方面考慮，本課題最后選用鹽用量為30g/L。2) 純堿用量的影響表4-6 染色時(shí)純堿用量對纖維上染率的影響編號123456純堿/g/LAi上染率00.32678.5%30.30080.2%60.29680.5590.27881.7%120.27082.2%150.23784.4%注：A0=0.303，V0=1000mL，Vi=200mL。圖4-6 染色時(shí)純堿用量對纖維上染率的影響分析上圖可知，純堿用量的提高能提高染色上染百分率，但在9g/L就已達(dá)到81%以上，因此，考慮到低堿染色有利于環(huán)境保護(hù)，本課題選擇的堿劑用量為9g/L。綜合以上染色因素考慮，得出改性后染色工藝為：活性艷紅KD-8B用量為2%（owf），浴