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棉织物上二苯乙烯—均三嗪型荧光增白剂的光汗复合牢度的研究

作　者: 陈若阳
导　师: 何瑾馨
学　校: 东华大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 荧光增白剂棉织物光汗复合牢度影响因素降解机理
分类号: TS195.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

二苯乙烯-均三嗪型荧光增白剂由于亲和力大,溶解性好和增白效率高等特性,被广泛使用于棉织物的整理、加工过程中。但是,荧光增白剂在光照和汗液共同作用下发生化学反应,影响增白织物的服用性能,同时,其分解产物直接与皮肤接触威胁着服用者的身体健康。近几年,随着人们生活水平的不断提高,对纺织品光汗复合牢度的要求逐渐引起公众关注,另外,我国纺织品对外贸易也常因为光汗复合牢度而蒙受巨大的经济损失。因此,对棉织物上荧光增白剂光汗复合牢度的影响因素及其降解机理的研究显得尤为重要。本课题选用6支最常用的二苯乙烯-均三嗪结构荧光增白剂对纯棉织物进行增白处理,进而分析增白棉织物的光汗复合牢度。首先,采用单因素分析法研究取代基团、模拟汗液种类和汗液组分对荧光增白剂光汗复合牢度的影响。然后,通过模拟自然光照条件探究光源波长、干湿态条件和光照气氛等环境因素对其光汗复合牢度的作用。最后,分析棉织物上荧光增白剂在不同条件下的光汗降解机理。主要研究内容和结论如下：(1)棉织物上二苯乙烯-均三嗪型荧光增白剂的光汗牢度在很大程度上受其取代基及标准模拟汗液种类的影响：吗啉基团降低其光汗牢度,磺酸基和二乙醇胺基能提高其牢度。荧光增白剂在碱性ATTS标准模拟汗液中光牢度最好,且该汗液对其光致褪色有抑制作用。当均三嗪上的取代基含酰胺基(-NH-)时,酸性ATTS标准模拟汗液对其光褪色的加速作用比AATCC标准模拟汗液明显。而当苯胺上的取代基团含较多磺酸基时,AATCC标准模拟汗液下的光牢度比酸性ATTS标准模拟汗液的低。(2)汗液组分对荧光增白剂的光稳定性有一定的影响：乳酸的作用由质子化和还原性两个因素相互结合产生的,当其环境pH值较低时,乳酸引起荧光增白剂质子化使其耐光牢度降低,当pH值较高时,乳酸以还原作用延缓其光致氧化反应。葡萄糖通过还原作用抑制荧光增白剂的光氧化过程。L-组氨酸盐酸盐和DL-天冬氨酸等氨基酸能产生竞争吸附效应,同时,通过加速活化氧的产生而引起荧光的淬灭作用。氯化钠、磷酸氢二钠和D-泛酸钠等钠盐组分对棉织物上荧光增白剂的光反应抑制作用最明显。(3)光照环境对荧光增白剂光汗牢度有很大的作用：紫外光对棉织物上荧光增白剂的光汗褪色过程起主导作用,可见光能协同紫外光对其光汗降解过程产生影响。荧光增白剂在干态和湿态条件下表现的光稳定性不同,水分子能通过引起荧光增白剂光致水解和顺反异构而促进其光褪色,且不同取代基团的荧光增白剂在干湿态条件下的耐光牢度也不同。此外,空气中的氧气参与荧光增白剂的光致氧化过程而加快其光降解速率。(4)棉纤维上荧光增白剂的光汗降解过程复杂而多变,纤维内部和表面的降解过程也不同。纤维被汗液润湿后接触光照初期,荧光增白剂和纤维之间始终存在“吸附-解吸-溶解-再吸附”的动态过程,内部的荧光增白剂褪色过程以光致水解和光致异构为主,表面的荧光增白剂则发生光致氧化反应和光致水解。随着汗液不断挥发,“吸附-解吸-溶解-再吸附”动态平衡减少,荧光增白剂析出并聚集,纤维内部开始进行光致氧化反应,但仍以光致水解和光致异构为主导,纤维表面的荧光增白剂则仍以光致氧化和光致水解过程为主。随着水分完全挥发,“吸附-解吸-溶解-再吸附”过程结束,内部的荧光增白剂通过纤维孔道转移至表面并聚集,此时,纤维内部和外部都只发生光致氧化反应。在该动态过程中,汗液组分在不同标准模拟汗液中产生不同作用。碱性ATTS标准模拟汗液中,乳酸与葡萄糖共同抑制荧光增白剂的光致氧化进程,L-组氨酸盐酸盐的竞争吸附作用也得到抑制。酸性ATTS和AATCC标准模拟汗液中,乳酸的质子化作用不仅抵消其还原性,还显著降低荧光增白剂的光稳定性,同时,L-组氨酸盐酸盐的竞争吸附作用加快了荧光增白剂的解吸过程。此外,不论是ATTS还是AATCC标准模拟汗液,氯化钠引起的聚集和钠盐组分导致的“D-A-D”络合体能协同生效,对荧光增白剂光褪色产生抑制作用。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-13
第一章绪论  13-15
  1.1 研究背景及意义  13-14
  1.2 研究内容  14-15
第二章理论部分  15-30
  2.1 荧光增白剂的概况  15-17
    2.1.1 荧光增白剂的基本概念及发展历史  15-16
    2.1.2 荧光增白剂的增白机理  16-17
  2.2 荧光增白剂耐光牢度的影响因素  17-20
    2.2.1 光照对荧光增白剂耐光牢度的影响  17
    2.2.2 织物的种类对荧光增白剂耐光牢度的影响  17-18
    2.2.3 化学结构对荧光增白剂耐光牢度的影响  18-19
    2.2.4 pH对荧光增白剂耐光牢度的影响  19
    2.2.5 增白工艺对荧光增白剂耐光牢度的影响  19-20
  2.3 光汗复合牢度的概况  20-30
    2.3.1 光汗复合牢度的概念及其评价标准的发展  20
    2.3.2 染料光汗复合色牢度的影响因素的研究  20-25
    2.3.3 染料的光汗降解机理  25-30
第三章实验部分  30-37
  3.1 实验材料和仪器设备  30-33
    3.1.1 织物  30
    3.1.2 荧光增白剂的结构  30-31
    3.1.3 化学药品及试剂  31
    3.1.4 实验设备和仪器  31-33
  3.2 实验方法  33-36
    3.2.1 荧光增白剂对棉织物进行增白处理  33
    3.2.2 人工模拟汗液的配制  33-34
    3.2.3 模拟日晒  34-36
  3.3 测试与评定  36-37
    3.3.1 棉织物上荧光增白剂光汗牢度的评定  36
    3.3.2 荧光增白织物光汗条件下白度变化率的计算  36-37
第四章结果与讨论  37-59
  4.1 二苯乙烯-均三嗪型荧光增白剂光汗复合牢度的内在影响因素  37-49
    4.1.1 取代基团对荧光增白剂的光汗复合牢度的影响  37-38
    4.1.2 标准模拟汗液对荧光增白剂的光汗复合牢度的影响  38-39
    4.1.3 模拟汗液组分对荧光增白剂的光汗复合牢度的影响  39-49
  4.2 二苯乙烯-均三嗪型荧光增白剂光汗复合牢度的环境影响因素  49-54
    4.2.1 光源波长对荧光增白剂的光汗复合牢度的影响  49-51
    4.2.2 干湿态环境对荧光增白剂的光牢度的影响  51-53
    4.2.3 光照气氛荧光增白剂的光汗复合牢度的影响  53-54
  4.3 棉织物上二苯乙烯-均三嗪型荧光增白剂的光汗降解机理  54-59
    4.3.1 碱性ATTS标准模拟汗液下荧光增白剂的光反应机理  54-56
    4.3.2 酸性ATTS和AATCC标准模拟汗液下荧光增白剂的光反应机理  56-59
第五章结论与展望  59-62
  5.1 研究结论  59-60
    5.1.1 棉织物上荧光增白剂光汗复合牢度的影响因素  59-60
    5.1.2 棉织物上荧光增白剂光汗降解过程和机理  60
  5.2 研究工作展望  60-62
参考文献  62-70
攻读硕士学位期间发表的论文情况  70-71
致谢  71

棉织物上二苯乙烯—均三嗪型荧光增白剂的光汗复合牢度的研究

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