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壳聚糖衍生物在棉织物活性染料无盐染色中的应用研究

李玲  
【摘要】: 活性染料以其较低的生产成本、鲜艳丰富的色泽、优良的湿处理牢度得到迅速发展。但活性染料最突出的问题是染料利用率低、电解质用量大、废水处理负荷大。本论文正是基于这些问题,通过对壳聚糖改性,用于棉织物活性染料染色,在解决盐污染问题的同时提高了染料的利用率。 以壳聚糖为原料,制备两种衍生物CTA-CTS和AE-CTS,借助红外光谱、核磁共振、分子量测试等手段表征了壳聚糖衍生物的结构。 运用CTA-CTS、AE-CTS及降解壳聚糖(COS)对棉织物进行预处理,通过测试壳聚糖衍生物和改性棉纤维的Zeta电位,以及三种改性棉织物的无盐染色效果解释壳聚糖衍生物的结构与促染作用间的构效关系。CTA-CTS改性棉织物,表面带有季铵基;而AE-CTS和COS改性棉织物表面则含有大量氨基,可以结合染液中的氢质子;三者均可提高棉织物表面Zeta电位,有利于降低染色时织物与活性染料间的斥力,提高上染率。 通过扫描电镜、酸碱滴定、白度测试、热重分析等测试方法表征壳聚糖衍生物对棉织物的影响。探讨壳聚糖衍生物用量、浸渍溶液pH值、浸渍时间及焙烘温度等浸轧-焙烘预处理工艺参数对棉织物无盐染色性能的影响,并确定较优预处理工艺为:采用pH值为6.0左右的10.0g/L壳聚糖衍生物溶液浸渍10 min,80℃烘干3 min,110℃焙烘3 min。对壳聚糖衍生物改性棉织物无盐染色的研究表明,除了L~*值均略有降低,其K/S值、染料渗透性、色牢度与未改性棉织物有盐染色效果相当或更佳。而且改性棉织物无盐染色残液的COD_(Cr)值比传统有盐染色残液的COD_(Cr)值小,减轻了废水处理的负担。 系统研究了壳聚糖衍生物应用于棉织物活性染料无盐染色的促染机理。活性艳兰KN-R对CTA-CTS和AE-CTS改性棉织物的吸附均符合Langmuir模型;改性棉织物的活性染料无盐染色和未改性棉织物的活性染料常规染色均以假二级动力学模型为主要染色机理,整个染色速率由化学固着速率控制。与常规染色的活化能比较,两种壳聚糖衍生物改性棉织物的染色活化能均降低,说明棉织物改性后能够减小染料扩散能阻,使染色过程容易进行。


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