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棉织物阳离子化及其对活性染料染色性能的影响

杜森  
【摘要】:传统的活性染料染色工艺中排放的染色废水,存在无机盐浓度高、色度高等问题,这主要是由于传统工艺中需要大量加入氯化钠等电解质,以克服待染色纤维与染料之间的静电斥力,且此种工艺对活性染料的利用率不高,造成大量的染料未被利用而直接被排放入染色废水。为解决上述问题,本文选择了DMC改性法对棉纤维进行阳离子化,以增强纤维在染液当中的正电性,促进活性染料与之结合。这种改性是由K_2S_2O_8-Na HSO_3组成氧化还原引发剂,通过自由基引发,将DMC单体接枝到棉纤维大分子,成功实现了棉纤维阳离子化。通过FT-ATR-IR证明了DMC在棉纤维上的接枝,又使用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)对改性纤维进行了表征。实验还采用三种常用的活性染料活性黄M-3RE、活性红M-3BE和活性艳蓝KN-R对改性棉进行无盐染色,并以改性棉的阳离子含量、上染率E%和固色率F%为指标,确定了K_2S_2O_8与DMC摩尔比、DMC用量、反应温度和反应时间等最佳接枝反应条件。通过条件优化,活性黄M-3RE、活性红M-3BE和活性艳蓝KN-R在无盐条件下染色改性棉的固色率分别可高达95.3%、92.9%和95.1%,而传统有盐染色只能分别达到69.2%、70.3%和67.8%,染料利用率达到较大提升。但实验发现DMC改性棉染色后,布样色光会发生明显变化。GTA也是一种良好的纤维阳离子化试剂,GTA对纤维的改性可以通过浸渍工艺来进行。实验发现,GTA对棉纤维的浸渍改性法可以实现改性棉的无盐染色。通过GTA改性,棉纤维的三种活性染料无盐染色上染率及固色率均可达到90%以上,色牢度性能也能够满足商用需求。同时,通过纤维的黄度、白度及L*、a*、b*色光指数测试,研究了原棉纤维、GTA改性棉及DMC改性棉的色光性能,结果显示GTA这种改性方法也会对棉织物的染色色光产生影响。但GTA改性棉的色光改变程度比DMC改性棉更低,这可能是由于二者的阳离子基团所连接的官能基不同,且DMC在接枝反应中的聚合使阳离子链长度增加,对染料在染液中的缔合行为影响更大。


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