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天然染料用于亚麻织物染色性能的研究

作　者: 孙丽
导　师: 王秋红
学　校: 大连工业大学
专　业: 纺织材料与纺织品设计
关键词: 亚麻织物 天然染料 染色性能 生物酶 等离子体
分类号: TS126
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


亚麻作为一种天然的纤维素纤维,以其优良的物理机械性能、服用性能和卫生保健性能在二十一世纪的回归自然之风中脱颖而出,受到广大消费者的青睐。但是由于亚麻纤维的结晶度、取向度高,天然染料难以渗透和扩散,而且天然染料又多呈酸性,导致织物的染色性能较差,因此对改善其染色性能的研究具有非常重要的意义。近些年,生物酶前处理工艺和等离子体改性技术是两种生态环保型纤维表面处理技术,其在天然纤维织物的天然染料染色工艺中的应用,不仅可以改善织物的染色性能,同时可实现纺织面料的纯天然化,是开发“绿色纺织品”、“生态纺织品”的一个重要途径。本论文研究和比较了生物酶前处理和低温等离子体处理以及两者协同处理对亚麻织物天然染料染色后织物表面性能和染色性能的影响。采用正交试验和单因素分析的方法对工艺条件进行优化,并对不同的处理方式的染色效果以及物理机械性能和服用性能进行了比较。亚麻织物生物酶前处理工艺是有利于其生物降解、低温节能和手感柔软的。根据亚麻纤维的结构特点及纤维素酶的作用机理,通过单因素分析法优化亚麻织物纤维素酶前处理工艺：温度为55℃,pH值为5.5,酶用量为2g/L,时间为90min。复合酶前处理的的最佳工艺为：温度为45℃,pH值为5.5,纤维素酶用量为3g/L,果胶酶用量为4g/L,时间为90min。本论文对酶处理和未经酶处理的亚麻织物的天然染料染色指标进行了比较,经酶处理的亚麻织物的天然染料染色效果比未经酶处理的试样好,但它们的皂洗效果不佳,还需进行后续的固色处理。而利用空气等离子体对亚麻织物进行表面改性,从而提高天然染料提取液在亚麻纤维中的扩散速率、增加纤维对染料的吸附量以及适当的提高了染料与纤维的结合牢度。低温等离子体改性实验仪处理亚麻织物的最佳工艺为抽真空度为0.02MPa、放电功率为90W、处理时间为3min。此外,本文还探讨了等离子体协同纤维素酶作用于亚麻织物后,亚麻试样的染色效果。结果表明,等离子体与纤维素酶协同处理工艺对亚麻织物天然染料的染色性能优于单独使用等离子体或酶处理工艺,并且其摩擦牢度和耐皂洗牢度均比未处理和单独使用等离子体或酶处理工艺的亚麻织物高1级左右。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-13
第一章 引言  13-15
第二章 亚麻的特点  15-19
  2.1 亚麻  15
  2.2 亚麻织物的染色  15-19
    2.2.1 亚麻织物染色困难的原因  15-17
      2.2.1.1 亚麻纤维的微观结构对染色性的影响  15-16
      2.2.1.2 亚麻纤维的化学成分对染色性的影响  16-17
    2.2.2 亚麻的染色方法  17-19
      2.2.2.1 染料直接作用  17
      2.2.2.2 化学改性在亚麻织物染色中的应用  17-18
      2.2.2.3 稀土材料在亚麻织物染色中的应用  18
      2.2.2.4 超声波在亚麻织物染色中旳应用  18
      2.2.2.5 等离子体在亚麻织物染色中的应用  18
      2.2.2.6 涂料在亚麻织物染色中的应用  18-19
第三章 天然染料  19-27
  3.1 天然染料简介  19-23
    3.1.1 天然染料  19-20
    3.1.2 天然植物染料的分类  20-23
      3.1.2.1 按类别及颜色分类  20
      3.1.2.2 按结构分类  20-23
  3.2 天然染料的提取方法  23-24
    3.2.1 溶剂法  23
    3.2.2 水蒸汽蒸馏法  23
    3.2.3 超声波提取  23
    3.2.4 超临界萃取  23-24
    3.2.5 酶法提取  24
  3.3 天然染料的染色技术  24-25
  3.4 天然染料染色的优越性及存在问题  25-26
  3.5 天然染料在纺织领域的应用  26-27
第四章 生物酶  27-33
  4.1 应用于染整工业中的生物酶的种类  27-30
    4.1.1 纤维素酶  27-29
    4.1.2 果胶酶  29-30
    4.1.3 脂肪酶  30
    4.1.4 蛋白酶  30
    4.1.5 过氧化氢分解酶  30
    4.1.6 漆酶  30
  4.2 生物酶在纺织上的应用  30-33
    4.2.1 退浆  30-31
    4.2.2 精炼  31
    4.2.3 酶低温染色  31-32
    4.2.4 其他方面的应用  32-33
第五章 等离子体技术  33-45
  5.1 等离子体概述  33-34
    5.1.1 等离子体的基本概念  33
    5.1.2 等离子体的分类  33-34
    5.1.3 等离子体的发生方法  34
  5.2 低温等离子体概述  34-40
    5.2.1 低温等离子体的定义  34
    5.2.2 低温等离子体表面改性的优点  34
    5.2.3 低温等离子体产生的方法  34-40
      5.2.3.1 辉光放电(Glow Discharge)  34-37
      5.2.3.2 电晕放电(Corona Discharge)  37-38
      5.2.3.3 介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)  38-40
  5.3 低温等离子体处理纺织品的作用方法  40-41
  5.4 低温等离子体在纺织材料表面改性中的应用进展  41-42
    5.4.1 提高抱合力  41
    5.4.2 改变润湿性能  41
    5.4.3 改善粘合性能  41
    5.4.4 改善染色性能  41-42
    5.4.5 其他性能  42
  5.5 低温等离子体在纺织上的应用  42-45
    5.5.1 等离子在棉纤维中的应用  42-43
    5.5.2 等离子体在麻纤维中的应用  43
    5.5.3 等离子体在毛纤维中的应用  43
    5.5.4 等离子体在丝织物中的应用  43
    5.5.5 等离子体在化学纤维中的应用  43-44
    5.5.6 文献总结与课题创新点  44-45
第六章 实验方案  45-50
  6.1 实验方案  45
  6.2 实验所需样品、试剂和设备  45-46
    6.2.1 原料  45-46
    6.2.2 设备  46
  6.3 实验过程  46-47
    6.3.1 染液制备  46
      6.3.1.1 苏木染液的制备  46
      6.3.1.2 洋葱皮染液的制备  46
    6.3.2 亚麻织物染色工艺  46-47
      6.3.2.1 染色工艺路线  46
      6.3.2.2 染色方法  46-47
    6.3.3 生物酶预处理  47
      6.3.3.1 纤维素酶预处理  47
      6.3.3.2 复合酶预处理  47
    6.3.4 等离子体改性  47
  6.4 指标测试  47-50
    6.4.1 亚麻织物物理性能的测试  47-48
      6.4.1.1 减量率的测定  47-48
      6.4.1.2 拉伸性能测定  48
      6.4.1.3 透气性测定  48
      6.4.1.4 刚柔性测定  48
    6.4.2 亚麻织物染色性能的测试  48-49
      6.4.2.1 上染率的测定  48
      6.4.2.2 色差的测定  48-49
      6.4.2.3 色牢度的测定  49
    6.4.3 亚麻织物表征与测试  49-50
      6.4.3.1 扫描电镜分析  49
      6.4.3.2 红外光谱分析  49-50
第七章 结果与讨论  50-78
  7.1 天然染料吸收波长  50-51
    7.1.1 苏木提取液的最大吸收波长  50
    7.1.2 洋葱皮提取液的最大吸收波长  50-51
  7.2 天然染料染色  51-57
    7.2.1 洋葱皮染色正交实验结果  51-52
    7.2.2 染色条件的确定  52-54
      7.2.2.1 染料质量浓度对AE的影响  52
      7.2.2.2 染液pH值对AE的影响  52-53
      7.2.2.3 染色温度对AE的影响  53-54
      7.2.2.4 时间与上染率的关系  54
    7.2.3 色泽比较  54-55
    7.2.4 染色牢度  55-56
    7.2.5 染色试样直观效果图  56-57
  7.3 生物酶处理工艺对亚麻织物染色性能的影响  57-66
    7.3.1 纤维素酶工艺对亚麻织物染色性能的影响  57-62
      7.3.1.1 温度对纤维素酶处理亚麻织物染色影响  57-59
      7.3.1.2 时间对纤维素酶处理亚麻织物染色影响  59-60
      7.3.1.3 纤维素酶酶用量对亚麻织物染色影响  60-61
      7.3.1.4 递深性测定(纤维素酶)  61-62
    7.3.2 纤维素酶/果胶酶的复合酶前处理工艺对亚麻织物的影响  62-66
      7.3.2.1 复合酶处理温度的确定  62-63
      7.3.2.2 复合酶处理时间的确定  63-64
      7.3.2.3 复合酶用量的确定  64-66
    7.3.3 递深性比较(复合酶)  66
  7.4 等离子体处理对亚麻织物染色性能的影响  66-69
    7.4.1 单因素分析  66-69
      7.4.1.1 真空度对亚麻织物染色性能的影响  66-67
      7.4.1.2 放电功率对亚麻织物染色性能的影响  67-68
      7.4.1.3 等离子体处理时间对亚麻织物染色性能的影响  68-69
  7.5 等离子体与纤维素酶联合处理工艺对亚麻织物性能的影响  69-78
    7.5.1 亚麻织物改性效果比较  69-72
      7.5.1.1 扫描电镜分析比较  69-70
      7.5.1.2 红外光谱分析比较  70-72
    7.5.2 物理机械性能的变化  72-73
      7.5.2.1 织物的断裂强度和延伸度的变化  72-73
      7.5.2.2 织物透气性、硬挺度的变化  73
    7.5.3 染色性能比较  73-78
      7.5.3.1 上染率和色差分析  73-75
      7.5.3.2 亚麻织物直观效果图比较  75-76
      7.5.3.3 色牢度分析  76-78
第八章 结论  78-79
参考文献  79-82
致谢  82

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 麻纺织 > 麻纺织物
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