活性染料印花中尿素及其替代品应用的研究

作     者：高方容 

作者单位：东华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王建庆

授予年度：2014年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082103[工学-纺织化学与染整工程] 

主      题：活性染料 粘度 溶解度 印花 尿素替代品 

摘      要：活性染料是纤维素纤维印花的重要染料之一。活性染料印花中由于染料用量大、浴比小,染料之间易发生聚集,染料的溶解性变差,影响印花效果,因此在活性印花时一般加入尿素来提高染料的溶解性、汽蒸时的渗透性和纤维的固着率。然而尿素在废水中分解出的氨氮化合物会加速藻类的生长,影响生态环境。为了减少尿素对环境的污染,主要通过印花中的工艺控制及尿素替代品应用来实现,目前研究的两相法印花工艺、汽蒸中增加给湿装置和尿素替代品的研发等措施均可一定程度的减少尿素用量,但其中的作用机理并不明确,印花效果不理想。因此研究助剂对溶液中染料的存在方式和聚集状态的影响,对于寻找尿素替代品有重要的指导作用。 本课题通过测定染料溶液的粘度变化趋势,研究各环境因素对活性染料聚集程度的影响。并在测定染料溶解度变化趋势的基础上,进一步印证粘度法研究中的染料聚集态变化。考察自制助溶剂与几种常用助剂对活性染料印花品效果的影响,并通过比较印花废水中的含氮量来评价助剂替代尿素的可能性。测定助剂与染料混合物的熔融点,考察助剂在印花汽蒸过程中的作用。 活性染料溶液粘度变化表明,染料溶液的粘度与染液浓度有关,当染液浓度低于50g/L时,染液粘度随浓度提高而增大、随温度升高降低,当染液浓度超过50g/L时,染液粘度呈大幅增大趋势,染料离子之间的聚集倾向增加。染料在溶液中的溶解和聚集情况与溶液pH值大小有关。不同助剂对染液粘度降低的幅度依次为：TM-1尿素丙三醇己内酰胺。阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠及非离子表面活性AEO-9对染料聚集状态的影响较小。中性电解质Na2SO4对高浓度染液中染料的聚集影响较大,在较低浓度时即可造成染料的聚集。 活性染料印花中常见助剂对活性染料溶解度产生一定的影响。尿素、己内酰胺、丙三醇和TM-1四种助剂均不同程度的提高染料溶解度,其中己内酰胺和丙三醇对染料的助溶效果较小,TM-1的助溶效果最好。碱剂会使染料溶解度增大,其溶解性随碱剂的用量的增加先增大后减小,不同碱剂的作用能力为：碳酸钠碳酸氢钠。电解质会显著降低染料溶解性,而碱液中的染料溶解度对电解质的敏感性低于纯水中。 在活性染料印花中,尿素和TM-1两种助剂的印花织物能够获得较好的表面得色量和渗透率,TM-1印花废水中的含氮量明显低于尿素印花废水,己内酰胺和丙三醇的印花效果较差。尿素、己内酰胺、丙三醇和TM-1印花织物的干湿摩擦牢度和耐洗色牢度均可达到正常生产要求。 TM-1与染料的混合物熔融点低于尿素与染料的混合物,混合物在较低温度时即发生熔融,有利于染料在纤维内的移动扩散,亦即有利于与纤维发生反应,从而达到较好的固色效果。