色媒体改性.docx

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色媒体改性

色媒体改性棉织物

染色性能研究

姓名

学院：

纺织与材料学院

班级：

轻化工程班

学号：

电话：

日期：

指导老师：

王雪燕焦林习智华

摘要.......................................................................................1

1、前言............................................................................1

2、理论知识..................................................................1

2.1活性染料.....................................................................1

2.2色媒体................................................................................2

3、实验部分.....................................................................2

3.1实验药品及仪器..................................................2

3.2实验过程.............................................................3

3.2.1色媒体用量对棉织物的改性...................................3

3.2.2不同温度下色媒体对织物改性.......................................3

3.2.3活性染料染色.........................................................3

4、实验结果及讨论....................................................4

4.1仪器使用.................................................................4

4.2色媒体的吸收光谱曲线..............................................5

4.3改性与未改性棉织物染色性能比较................................5

4.4色媒体的量对上染百分率的影响.......................................6

4.5盐浓度对表观色深值的影响...........................................6

4.6碱浓度对表观色深值的影响...............................................6

4.7温度对表观色深值的影响...............................................7

5、实验总结......................................................................7

5.1实验样品展示..........................................................7

6、参考文献.....................................................................9

摘要：

随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们对环境的要求越来越严格，而印染行业因为自身的因素对水资源需求量较大，并且污染比较严重，环保压力越来越大，清洁化生产显得越来越重要，也更符合可持续发展的理念。

活性染料染棉纤维时吸尽率和固色率低的问题一直是行业的诟病。

一般情况下在染浴中加入大量的无机盐来提高染料的上染百分率，但是另一方面，这些电解质不能很好地排除，往往伴随染料废液排除，这样就造成了很大程度的水污染。

德美化工研究了一种色媒体，通过色媒体对棉纤维进行作用的实验，我们可以发现经过色媒体改性的棉纤维染色性能优越，不仅污染小，能耗低，而且耗水量也很小。

实现了资源节约和提高织物性能的目标。

关键词：

色媒体活性染料无盐染色改性染色性能节约资源

1、前言：

棉纤维是一种天然的纤维素纤维，活性染料是其染色时常用的一种染料。

活性染料色谱齐全、色泽鲜艳、耐湿处理色牢度较高、价格相对低廉、应用工艺简便、大部分染料结构上不含有致癌芳香胺深受印染界喜爱，但活性染料存在易水解、染料利用率低的缺点，使得活性染料染色时耗水量高，染色牢度较差，对水的污染比较严重。

为了克服这一缺点，用活性染料染色时需要加入大量的中性电解质，以提高上染百分率，在大浴比时电解质的作用更为突出，这是因为纤维素纤维在染浴中带负电荷，而大多数染棉的染料均呈阴离子性，由于静电斥力的作用，染料上染纤受到抑制，所以染浴中往往需要加入大量的中性电解质来提高染料的上染率。

然而，这些电解质随染色废液排出,导致废水中盐含量过高，造成水污染现象严重，同时还会造成水质的改变。

为了改变这种现象，德美化工开发的阳离子改性色媒体对棉织物进行改性后，从而活性染料对棉织物进行无盐染色。

通过实验研究探究出色媒体对改性棉织物的最佳工艺条件，并对工艺进行评价。

实验发现用改性棉织物进行的无盐染色效果明显好于改性前的棉织物的加盐染色，不仅污染小，工艺简便，而且上染百分率和固色率明显提高，探究出色媒体对棉织物进行改性的最佳温度，用量以及时间，以及在最佳条件下活性染料对改性棉织物的染色现象。

2、理论知识

2.1活性染料：

活性染料是其离子或其分子中含有一个或一个以上的反应性基团，在适当条件下，能和纤维素纤维上的羟基、蛋白质纤维及聚酰胺纤维上的氨基等发生反应，在染料和纤维之间生成共价键结合的一类染料。

活性染料分子结构简单，色泽鲜艳，色谱较全，使用方便，成本较低，含有磺酸基水溶性基团，在水中电离成染料阴离子，对硬水有较高的稳定性，扩散性和匀染性较好。

但是活性染料尚存在固色率低，需高盐染色和高浓度尿素印花等问题。

活性染料与纤维反应的同时，还与水发生水解反应，水解产物一般不与纤维反应，从而降低染料的利用率，残液中染料含量高达30%~40%。

此外活性染料染色时间较长，燃料和化学品用量较大，染色时加入大量中性电解质促染，对环境不利。

随着活性染料品种的改进及小浴比染色的实施，这些问题正在得到逐步的解决。

活性染料和纤维之间生成的共价键的稳定性有一定的限度，它与活性基团和染料的分子结构有关。

一般来说，皂洗牢度和摩擦牢度较好，日晒牢度随染料母体结构的不同而不同。

随染色浓度的提高而改善。

大多数活性染料的耐氯漂牢度较低，蒽醌结构的蓝色品种有烟气褪色现象。

活性燃料的染色一般包括吸附、扩散、固着几个阶段，在固着阶段活性染料与纤维发生键合反应，习惯上称为固色。

活性染料的化学结构通式为：

W-D-B-Re式中Re是反应性基团，B是活性剂与母体的连接基或称桥基，D是染料发色体或母体染料，W是水溶性基团，一般为磺酸基。

所有活性染料的染色是基于纤维素纤维、蛋白质纤维及聚酰胺纤维分子中含有可与活性染料发生反应的亲和基团，如羟基、氨基、及硫醇基等。

活性染料的反应性主要取决于分子中的活性剂，此外也和母体染料与连接基有关。

活性染料在染色时，与纤维反应的同时，也可与水等发生反应，它们的反应历程与纤维的反应历程基本相同。

活性染料和纤维有关基团的反应历程随活性基结构的不同而异。

2.2色媒体：

色媒体（ColorMedia）是一种含反应型功能团的阳离子预聚体，能改变各种纤维材料对染料的吸附性及反应性的新型纺织助剂，经色媒体处理后的棉纤维与色媒体的反应性基团反应，使棉纤维由此引进阳离子染座，溶液中阴离子性的染料就会和阳离子染座正负相吸迅速上染及固着。

该工艺可用于棉、麻、毛、丝及棉/涤，毛/涤，棉/锦纶等混纺织物的一浴法染色。

适用于浸渍法，浸轧法，筒子纱及绞纱、成衣、散纤维等的染色，对设备无特殊要求，为印染行业提供一种全新的环保型染色工艺。

3.实验部分

3.1实验药品及仪器：

烧杯玻璃棒分光光度计天平棉织物温度计水浴锅色差仪移液管吸耳球烘箱活性嫩黄K-4G量筒皂粉食盐纯碱色媒体

主要药品名称规格/型号生产厂家

色媒体工业品广东德美精细化工有限公司

活性嫩黄K-4G工业品--------

纯碱分析纯————

恒温水浴锅HH-2型北京科伟永兴仪器有限公司

分光光度计722s上海精密科学仪器有限公司

干燥箱101型北京科伟永兴仪器有限公司

色差仪CM-70型日本上色新技术研究所

3.2实验过程

3.2.1色媒体用量对棉织物的改性

色媒体改性工艺曲线：

60℃2%4%6%8%

50℃水洗

色媒体

25℃

3.2.2不同温度下色媒体对织物改性

色媒体改性工艺曲线：

40/60/70/80℃

30min

水洗

室温加色媒体

3.2.3活性染料染色

传统工艺实验处方：

活性嫩黄K-4G2%（owf）

纯碱10g/L

染色温度60℃

染色时间30min

固色温度90℃

固色时间30min

染色工艺曲线：

纯碱90℃30min

入染食盐

60℃15min5min水洗皂煮

水洗

活性染料无盐染色工艺处方：

活性嫩黄K-4G2%（owf）

纯碱10g/L

染色温度60℃

染色时间30min

固色温度90℃

固色时间30min

工艺曲线：

纯碱

90℃30min

入染60℃水洗

4.实验结果及讨论

4.1仪器使用

分光光度计测量原理：

分光光度法测量的理论依据是伯郎—比耳定律：

当容液中的物质在光的照射和激发下，产生了对光吸收的效应。

但物质对光的吸收是有选择性的，各种不同的物质都有其各自的吸收光谱。

所以根据定律当一束单色光通过一定浓度范围的稀有色溶液时，溶液对光的吸收程度A与溶液的浓度c（g/l）或液层厚度b（cm）成正比。

其定律表达式为A=εLc,A称为摩尔吸光系数。

其单位为L·mol-1·cm-1它是有色物质在一定波长下的特征常数。

用途：

计算染液中剩余染料的浓度，从而通过计算得知染料的上染百分率。

4.2色媒体的吸收光谱曲线

结论：

当波长为400nm左右的光照射时，色媒体有最大的吸光度。

4.3改性与未改性棉织物染色性能比较

改性与未改织物染色性能比较

结论：

由3和4可以看出加盐可以提高棉织物的染色性能，由1和3棉织物的染色性能也要优于加入大量盐的棉织物的染色性能。

1

2

3

4

活性嫩黄K-4G

2%（owf）

2%（owf）

2%（owf）

2%（owf）

色媒体量

0.6%（owf）

0.6%（owf）

——

——

食盐

——

20g/L

——

40g/L

纯碱

10g/L

10g/L

10g/L

10g/L

浴比

50:

1

50:

1

50:

1

50:

1

染色温度

60℃

60℃

60℃

60℃

染色时间

30min

30min

30min

30min

固色温度

90℃

90℃

90℃

90℃

固色时间

30min

30min

30min

30min

K/S

1.188

1.642

0.648

1.071

结论：

由3和4可以看出色媒体可以大幅度提高染色性能。

从上表中可以总结出改性棉织物的染色性能也要优于加入大量盐的棉织物的染色性能。

4.4色媒体的量对上染百分率的影响

结论：

上染百分率随着色媒体用量提高先增大到一定数值后又开始下降，从图中可以看出色媒体量为6%左右时上染百分率最大。

4.5盐浓度对表观色深值的影响

结论：

随着盐浓度的提高，表观色深度值增加，达到20g/L后，盐浓度增加表观色深值反而开始下降。

4.6碱浓度对表观色深值的影响

结论：

表观色深值随着碱浓度的增减先降低后升高，当碱浓度大约为13g/L是，表观色深值最小。

4.7温度对表观色深值的影响

结论：

前期温度对表观色深值影响不大，约60℃时，表观色深值达最大值，随后随着温度的增加，表观色深值反而下降。

5.实验总结

5.1实验样品展示

改性与未改织物染色性能比较

1

2

3

4

色媒体的量对上染百分率的影响

1

2

3

4

盐浓度对表观色深值的影响

1

2

3

4

碱浓度对表观色深值的影响

1

2

3

4

温度对表观色深值的影响

1

2

3

4

6参考文献

【1】赵涛.染整工艺与原理：

下册【M】.北京：

中国纺织出版社，2009年

【2】陈英.染整工艺实验教程【M】.北京:

中国纺织出版社，2009年

【3】林细娇.染整试化验【M】.北京：

中国纺织出版社，2005年

【4】顾学平，色媒体的发明及无盐、无碱环保型染色新技术【J】.广东德美精细化工股份有限公司

【5】何瑾馨.染料化学.北京：

中国纺织出版社，2009年