完整版涤棉织物节水染色工艺的研究毕业设计.docx

1、完整版涤棉织物节水染色工艺的研究毕业设计 毕 业 论 文题 目： 涤棉织物节水染色工艺的研究 学院： 化 学 化 工 学 院 学生姓名： 谌丹丹 导师姓名： 张 帆 完成日期： 2011年3月10日-2011年6月10日 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果;2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的科研成果，也不包括获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名： 日期： 年 月 日毕业设计（论文）任务书 题目：

2、 涤棉织物节水染色工艺的研究 指导老师 张 帆 职称 讲 师 教研室主任 潘 璞 一、基本任务及要求：1、课题内容：本课题研究不同条件下涤棉织物的前处理过程并用分散/活性染料的二浴法、一浴法、轧染工艺对织物进行染色。通过测试织物的前处理效果、K/S值、摩擦牢度、染料吸尽率和固色率等性能，选择出既节水又符合染色要求的最佳工艺。实验结果表明：在本实验中，其他工艺条件相同的情况下，最佳的前处理工艺为浴比为1:20下的退煮漂一浴工艺；最佳的浸染法工艺为浴比为1:1的分散/活性一浴法；在织物重量为4g时，最佳的轧染法工艺为染液量为50mL、织物与染液的接触时间在20min、匀染剂的浓度为2g/L。2、任

3、务要求： a、完成2000字以上的文献综述一篇； 1100013000字毕业论文一篇；并作好毕业论文开题报告和实验记录。 b、毕业论文资料含以下几个部分：毕业论文工作手册、开题报告（含开题报告、文献综述合订）毕业论文（毕业论文及任务书合订、科学论文实验记录本、电子文档）。具体格式与规范，详见教务处相关资料。 二、进度安排及完成时间：（共17周）1. 第12周 查阅资料、撰写文献综述、开题报告 2. 第 3 周 检查、修改并提交文献综述、开题报告 3. 第 4 周 实验准备； 4. 第 512 周 实验、测试； 5. 第1314周 实验数据整理、补充实验、撰写毕业论文初稿； 6. 第 1516

4、周 修改并提交毕业论文、工作手册，原始记录 7. 第 17 周 毕业论文答辩 摘要: IAbstract: .1 前言 11.1 涤棉织物的染色 11.1.1 分散染料和活性染料染色性能差异 21.1.2 分散和活性染料一浴染色的矛盾 21.2节水染色工艺的进展 31.2.1 前处理过程的节水 31.2.2 小浴比染色 31.2.3 分散/活性的轧染染色 31.3 本课题研究目的和意义 42 实验部分 52.1 实验材料、药品及仪器 52.1.1 实验材料 52.1.2 实验药品 52.1.3 实验仪器及设备 52.2 实验方法 62.2.1 退浆、煮练、漂白三浴工艺 62.2.2 退煮漂一浴

5、工艺 72.2.3 退煮漂一浴工艺的优化 72.2.4 分散/活性染料二浴法染色 72.2.5 不同浴比的一浴法染色 82.2.6 分散/活性染料的轧染 82.3 性能测试 92.3.1 毛细效应的测试 92.3.2 白度的测试 92.3.3 强力的测试 92.3.4 耐摩擦色牢度的测定 92.3.5 K/S值的测试 92.3.6 吸尽率的测试 92.3.7 固色率的测试 93 结果与讨论 103.1 前处理工艺的探讨 103.1.1 退浆、煮练、漂白三浴法工艺 103.1.2 退煮漂一浴的工艺 103.1.3 退浆、煮练、漂白三浴法工艺与退煮漂一浴工艺的比较 113.1.4 退煮漂一浴工艺的

6、优化 123.1.5 用水量讨论 133.2 涤棉织物的浸染法染色 143.2.1 二浴法和一浴法染色的比较 143.2.2 用水量讨论 143.3 不同浴比的一浴法染色 153.3.1 干摩擦牢度 153.3.2 K/S值 153.3.3 最大吸收波长 163.3.4 染料的吸尽率 163.3.5 染料的固色率 173.3.6 小浴比工艺的优化 183.3.7 用水量讨论 193.4分散/活性的轧染染色 203.4.1 染液量对染色效果的影响 203.4.2 织物与染液接触的时间对染色效果的影响 213.4.3 匀染剂对染色效果的影响 213.4.4 用水量讨论 224 结论 23参考文献

7、24致 谢 25涤棉织物节水染色工艺的研究摘要: 本课题研究不同条件下涤棉织物的前处理过程并用分散/活性染料的二浴法、一浴法、轧染工艺对织物进行染色。通过测试织物的前处理效果、K/S值、摩擦牢度、染料吸尽率和固色率等性能，选择出既节水又符合染色要求的最佳工艺。实验结果表明：在本实验中，其他工艺条件相同的情况下，最佳的前处理工艺为浴比为1:20下的退煮漂一浴工艺；最佳的浸染法工艺为浴比为1:1的分散/活性一浴法；在织物重量为4g时，最佳的轧染法工艺为染液量为50mL、织物与染液的接触时间在20min、匀染剂的浓度为2g/L。关键词：涤棉织物；前处理工艺；浸染法染色；轧染法染色；节水工艺Resea

8、rch of Water-saving dyeing process about polyester/cotton fabricAbstract: This paper mainly studied polyester/cotton fabric treated on different pre-treatmentprocess, and used disperse/reactive dyes on polyester/cotton fabric with the ways of two-bath or one-bath or padding dyeing. According to test

9、ed properties of fabric, K/S value, the friction fastness, the rate of dye exhaustion and fixation rate, then selected the best process that most water-saving and meet the basic requirements of dyeing. Experimental results showed that in this experiment, under the same condition, the best pre-treatm

10、ent process was the bath ratio of 1:20 under one-bath scouring and bleaching process; the best process of exhaust dyeing was the bath ratio of 1:1 used disperse/reactive dyes with one-bath; under the premise of the weight of fabric is 4 g, the best process of padding dyeing was the dye bath in 50 ml

11、, fabric and dyeing liquid contact time at the 20min, the leveler concentration of 2 g/L.Keywords: Polyester/cotton knitted fabric; Pre-treatment process; Exhaust dyeing; Padding dyeing; water-saving process1 前言随着科学技术的迅速发展，人类生活水平的不断提高，特别是生态环境保护受到了前所未有的重视。各个行业怎样来节水节能，怎样来控制排污，减少对环境的污染，就成了各个企业的当务之急。印染行

12、业既是耗能耗水的行业，又是造成环境污染的行业，所以印染企业的节水减排迫在眉睫。对印染行业一般有三个途径来节能减排，一是改进印染设备，降低染色的浴比；二是开发节能、环保的助剂，如各种酶的应用；三是改进染色和整理工艺，减少染色流程，缩短染色时间。对于染整技术人员来说，怎样缩短染色工艺流程，改进和创新染色工艺，是要努力去研究的方向1。水是染色中的重要介质，也是洗涤不可缺少的物质，还经常用作热交换或加热的介质。通常染色用水主要包括：染浴用水、皂洗和水洗浴用水，其中以皂洗和水洗用水量最大染浴用水量随着染色方式和浴比不同而有很大变化其中轧染、冷轧堆染色的用水量较低；浸染，特别是大浴比染色用水量高，一浴法染

13、色用水量也较低。近年来在推广应用的活性染料冷轧堆、轧蒸(特别是湿短蒸)和小浴比染色工艺都有节水的效果2.。涤棉织物在国内纺织品市场上作为第二代产品而诞生，以其坚牢、挺括、易洗、快干、免烫的特征而风靡一时，深受广大消费者的欢迎。涤棉织物的染色一般采用分散染料和活性染料的一浴法染色。涤棉织物一浴法染色有两种方法，即一浴一步法和一浴两步法。与一浴两步法相比，一浴一步法流程更为简单、时间短、耗能省，但对染料的要求比较高，在染料选择和工艺设计中有一定的难度。而且涤棉织物一浴法染色适宜染浅色，以涤棉织物中棉纤维含量较少为宜，这样活性染料的用量较小，浪费较少。若染较深的颜色，活性染料的固色率较低，既浪费了染

14、料，又对污水处理不利3-5。在当前提倡节能减排的形势下，大力开发一浴法染色是有重要意义的，虽然进行一浴法染色还存在许多难点，但随着技术进步，已取得进展。而牢度好、使用周期长的涤棉混纺织物将会是纺织品类中的佼佼。大力发展节能、节水的涤棉混纺织物的染色工艺的研究将是染整工艺研究的重要方向。1.1 涤棉织物的染色涤棉纺织品中的涤纶组分只能用分散染料染色，而棉组分可以选用直接、活性、还原、硫化、不溶性偶氮等染料染色。涤纶和棉的染色性能差别很大，异色染色十分容易，同色可通过配色解决。涤棉纺织品的浸染在染料组合上主要有分散/直接染料或分散/直接交联染料、分散/活性染料、分散/还原染料，它们在染色成本、染色

15、牢度、色谱、染色操作方便程度和工艺流程的长短等各方面各有优缺点，目前以分散/活性染料应用最为广泛5。1.1.1 分散染料和活性染料染色性能差异分散染料和活性染料染色性能差异很大，在聚酯和纤维素纤维的染色时无论采用两浴、一浴两步或是一浴法染色工艺染色，两种染料的染色条件差异很大时，一种染料的染色不仅会阻碍另一种染料上染，而且即使上染的染料也会受到另一种染料染色条件的影响。主要表现在以下几个方面：远高于常用活性染料的染色温度，温度太高，不仅仅使活性染料的固色率低，而且造成染深色困难。(2)活性染料绝大多数是在碱性条件下固色，而分散染料的高温高压法染色一般在弱酸性介质中进行。因大多数分散染料在碱剂和

16、高温条件下很容易发生水解或被还原破坏，故染料发生变色或褪色；而活性染料如在酸性介质中固色，不仅固色速率低，而且一些染料和纤维结合键的断裂速率也快，造成固色率低7。(3)活性染料浸染时为了提高上染率和上染百分率，常需加入一定量的中性电解质，特别是在染色温度高和浴比大时，加入量更大。分散染料是靠分散剂使之成为悬浮体分散在染液中，分散稳定性随着染液中电解质浓度增加而降低，大量电解质不仅使分散染料颗粒增大，甚至产生沉淀，降低染料上染率和匀染效果8。(4)许多分散染料及其分散剂在温度较高的条件下，会与活性染料发生反应，使分散染料和活性染料的固色率都降低，这特别容易发生在染色温度较高的情况下，如高温高压染

17、色等，所以染料之间以及活性染料和分散染料助剂之间的相互作用是同浴染色的另一困难。(5)分散染料染色后一般要经过还原清洗以去除浮色及沾在棉纤维上的分散染料，还原剂可能破坏已染上的活性染料，造成固色率的降低9。1.1.2 分散和活性染料一浴染色的矛盾分散和活性这两种染料染色性能和工艺条件差异大，在通常条件下一浴法染色不仅上染率低，色牢度和匀染性也差。过去多半采用两浴法染色，即先在130，pH为4.5-5.0的条件下，用分散染料染聚酯成分，染后经过净洗，特别是经过“还原清洗”去除沾染的分散染料(主要沾染在纤维素成分上)；之后换浴用活性染料染纤维素纤维，染色温度视活性染料类别而不同，通常为40-95，

18、然后经碱固色。两个染色过程和聚酯纤维分散染料染色及纤维素纤维活性染料单独染色基本相同，所不同之处仅是非染色的纤维组成对染色的纤维组成有一定的阻染作用，而且在染色过程中，非染色纤维上的染料对染色纤维还存在一个转移的过程，特别是分散染料染色时，纤维素纤维也会吸附相当部分分散染料，染色时它们要转移到聚酯纤维上，并扩散进纤维染着在纤维中，未转移的分散染料染后要充分洗除，否则染色牢度不高。这种染色虽然有很高的上染率和固色率，染色重现性也较好，但耗时长，常需要12-14h才能完成整个染色过程,而且耗能耗水量和排污量也都大，所以一浴法染色工艺倍受重视10-12。虽然进行一浴法染色还存在许多难点，但随着技术进

19、步，目前已开发了不少新染料、新助剂，染色工艺也有了迅速发展。1.2 节水染色工艺研究进展1.2.1 前处理过程的节水印染行业的节水工艺，可以通过控制染色各个过程的用水量。例如：控制前处理过程的用水量。一般来说，在对织物进行前处理时都是进行退浆、煮练、漂白三个过程来达到染色前对织物的要求。从节水方面考虑，可以采用退煮漂一浴法来代替退浆、煮练、漂白三个分开的过程。这样能够节约织物前处理过程的用水量13。1.2.2 小浴比染色浴比在染整行业一般是指浸染时被染物重量和所用染液体积的比例，如染l kg布用l0 kg染液则我们说其浴比为1：10。我们可以通过减小染色的浴比，直接达到减少用水的目的。一般所说

20、的小浴比染色，指被染物重量与所用染液的体积在1：8以下。实现小浴比染色，必须充分考虑影响染色质量问题的因素，并通过工艺和设备加以控制，保证染色质量14-17。1.2.3 分散/活性的轧染染色染色方法的不同，在染色过程中的用水量也不一样。一般来说，正常情况下，轧染法会比浸染法用水更少。因为浸染需要把织物完全浸泡在染液中，并且在整个染色过程中要保持织物接触染液的均匀，以确保染色均匀。而轧染法主要是在较少染液量下进行的，只要解决轧染得匀染性问题，轧染法比浸染法的染液用量要少18-19。1.3 本课题研究目的和意义近年来印染以节水、节能、降耗为目的的新技术已成为染整领域清洁生产的重要研究方向之一，随着

21、科学技术的发展，人们对纺织材料的加工处理提出了更高要求，而均匀、快速、节能、高效无污染的加工方式已成为人们的努力方向。本课题主要探讨涤棉织物节水染色工艺。为了实现节水的染色工艺，采用节水的前处理过程，或采用不同的染色工艺，选出最节水的染色工艺以达到节水的目的。前处理过程比较退浆、煮练、漂白三浴工艺和一浴工艺，选出即满足染色要求又节水的工艺。而对于染色的工艺则选择在不同的浴比下进行染色和轧染法染色，最终选出最佳工艺。2 实验部分2.1 实验材料、药品及仪器2.1.1 实验材料涤棉机织布(T/C=45：55) 广东东莞德永佳纺织有限公司2.1.2 实验药品渗透剂MP-2广东德美精细化工股份有限公司

22、氢氧化钠天津市北方天医化学试剂厂高浓缩精练剂2140广东德美精细化工股份有限公司双氧水西陇化工股份有限公司超细旦匀染剂DM-2110广东德美精细化工股份有限公司双氧水稳定剂1304广东德美精细化工股份有限公司耐碱渗透剂LA-202广东德美精细化工股份有限公司活性红B-3BF佛山金弘创建纺织化工原料有限公司活性黄C-XD佛山金弘创建纺织化工原料有限公司分散红玉3BS佛山金弘创建纺织化工原料有限公司分散黄T-XD佛山金弘创建纺织化工原料有限公司分散剂DM-2480广东德美精细化工股份有限公司元明粉西陇化工股份有限公司海澡酸钠上海化学试剂站分装厂2.1.3 实验仪器及设备恒温水浴锅PR-HWS-2S

23、上海普瑞赛斯仪器有限公司白度测试仪WSB-3A温州市鹿东仪器厂分光光度计V-1200上海美谱达仪器有限公司LRE-24杯红外小样染色机佛山市南海区宏信机械设备有限公司预制式染色牢度摩擦仪Y571宁波纺织仪器厂多功能电子织物强力机YG026H宁波纺织仪器厂毛细效应测定仪TG871宁波纺织仪器厂电热干燥箱Y101-2宁波纺织仪器厂计算机测色配色仪DF-100宁波纺织仪器厂2.2 实验方法2.2.1退浆、煮练、漂白三浴法工艺2.2.2.1碱退浆工艺工艺流程：配制工作液升温100保温30min热水洗（80-90，两次）温水洗（50-60）冷水洗烘干性能测试。实验处方：氢氧化钠/(g/L) 10 渗透剂

24、/(g/L) 1温度/() 100 时间/(min) 30 浴比 1:10-1:502.2.2.2 煮练工艺工艺流程：配制工作液升温100保温120min热水洗（90，两次，每次10min）温水洗（50-60，两次）冷水洗烘干性能测试。实验处方： 氢氧化钠/(g/L) 20高效精练剂/(g/L) 1温度/() 100时间/(min) 120 浴比 1:10-1:502.2.2.3 漂白工艺工艺流程：配制工作液升温90保温60min室温水洗烘干性能测试。实验处方： 100双氧水(g/L) 5氧漂稳定剂(硅酸钠g/L) 7氢氧化钠(10g/L)调pH 10.5-11渗透剂/(g/L) 3温度/()

25、 90时间/(min) 60 浴比 1:10-1:502.2.2 退煮漂一浴工艺工艺流程：配制工作液升温85加双氧水保温60min热水洗（80-85）温水洗（50-60）冷水洗烘干性能测试。实验处方：氢氧化钠/(g/L) 10 100双氧水/(g/L) 6双氧水稳定剂/(g/L) 3耐碱渗透剂/(g/L) 2高浓缩精练剂/(g/L) 2温度/() 85时间/(min) 60 浴比 1:10-1:502.2.3 退煮漂一浴工艺的优化通过改变双氧水的浓度（5-10 g/L）、并在最佳浓度下调整保温时间(30-60min)和改变漂白的温度(60-100)来优化退煮漂一浴工艺。2.2.4 分散/活性染

26、料二浴法染色工艺流程：配制染液分散染料染涤按工艺曲线升温升温至90升温至125在125保温30min降至室温水洗皂洗(皂片2g/L，浴比：1:30)水洗烘干活性染料染棉按工艺曲线染色进行水洗皂洗(皂片2g/L，浴比：1:30)水洗烘干。染色处方一（分散染料染涤）：分散黄T-XD/(o.w.f) 1 分散匀染剂/(g/L) 2 醋酸调pH值 4-5 浴比 1:50工艺曲线一： 125,30min 1/min 90 入染 2/min 室温室温 冷水洗,皂煮，水洗，烘干染色处方二（活性染料染棉）：活性黄C-XD/(o.w.f) 1 食盐/(g/L) 40 纯碱/(g/L) 10浴比 1:50工艺曲线

27、二： 90,30min 1-2/min 入染 食盐 降温 60 15min 15min 水洗，皂煮，水洗，烘干2.2.5 不同浴比染色工艺流程：配制染液室温入染按工艺曲线升温先升温至90再升温至125在125保温30min降至室温水洗皂洗(皂片2g/L，浴比：1:30)水洗烘干。染色处方： 分散黄T-XD/(o.w.f) 1 活性黄C-XD/(o.w.f) 1 分散剂/(g/L) 1 元明粉/(g/L) 40 纯碱/(g/L) 10浴比 1:1-1:50工艺曲线：按照2.2.6中分散染料染涤部分的工艺曲线进行。2.2.6 分散/活性染料的轧染工艺流程：浸轧染液预烘干（80,3min）焙烘（19

28、5,1.5min）冷却浸固色液（元明粉180g/L，纯碱20 g/L，防染盐1 g/L）汽蒸水洗皂洗水洗烘干。染色处方：分散黄T-XD/(g/L) 10 活性黄C-XD/(g/L) 10 尿素/(g/L) 50 海澡酸钠/(g/L) 1 小苏打/(g/L) 10染液量/(mL) 50-250 2.3 性能测试2.3.1 毛细效应测试2.3.2 白度测试用WSB-3 A型智能式数字白度计测试织物的白度。每块试样测4次，计算平均值。2.3.3 强力测试定条样法测定织物的断裂强力。2.3.4 耐摩擦色牢度的测试 仪来测试实验中的试样的干摩擦牢度和湿摩擦牢度。2.3.5 K/S值测试测定试样的染色深度

29、K/S值。2.3.6 吸尽率测试用V-1200可见光分光光度计来测量染色残液的吸光度，并根据吸尽率的计算公式计算出染料的吸尽率。染料吸尽率E的计算公式如下：E=100%XX=B100%4AX染色残液中染料的剩余率，%；A标准染液的吸光度值；B染色残液的吸光度值；4标准染液和染色残液的测试浓度的倍数。2.3.7 固色率测试用V-1200可见光分光光度计来测量织物皂煮液的吸光度，并计算出染液的固色率。染料固色率F的计算公式如下：F=E-YY=D100%4CE吸尽率，%；Y皂煮洗涤下的未固着的染料剩余率，%；C皂煮残液的吸光度值；3 结果与讨论3.1 前处理工艺探讨3.1.1 退浆、煮练、漂白三浴法工艺对未进行前处理的织物进行退浆、煮练、漂白工艺。选择不同浴比下进行，比较处理后织物的毛细效应、白度和断裂强力，选出最佳的工艺。表1 退浆、煮练、漂白三浴法工艺工艺退浆、煮练、漂白工艺组别12345浴比1:101:201:301:401:50毛细效应/cm2222.42322.522.5白度75.173.174.873.273.5断裂强度890891.3917.2907.2917.7总用水量/mL198.5399.45948001030从表1中可以看出，不同浴比下织物的毛效差别不大，但是浴比越小，织物的断裂强度就越小，对织物的损伤就越大。综合比较，织物在浴比为1:30时的