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毛/腈混纺制品低温染色研究

作　者: 杨建国
导　师: 郑今欢
学　校: 浙江理工大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 腈纶羊毛低温染色苯甲醇乙酸丁酯染色促进剂
分类号: TS193
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

毛/腈混纺制品的传统染色方法是在沸染条件下进行的,但沸染容易造成羊毛纤维损伤和染色病疵,例如羊毛失重、机械性能恶化、后道加工困难、手感粗糙、织物泛黄、染浅色色光不鲜艳等;该工艺对腈纶纤维进行高温长时间处理,不仅损伤纤维,且能耗高,为了防止阳离子染料上染过快,需要加入大量缓染剂,但却影响纤维得色量。因此,有必要研究毛腈混纺制品的低温染色技术。目前,部分企业已在尝试应用羊毛低温染色工艺进行生产,但还是存在着染不匀、染不透和染色牢度低的问题。而腈纶低温染色技术国内外鲜有报道。本论文研究目的主要在于解决两大问题:一是阳离子染料80～85℃下对腈纶纤维上染率低的问题;二是羊毛低温染色存在的匀染性、透染性较差,染色牢度较低的问题,进而实现毛腈混纺制品低温染色技术。首先筛选出了可明显改善阳离子染料上染率的增塑剂(苯甲醇和乙酸丁酯)和用于制备腈纶低温染色促进剂的最佳乳化剂(优力乳);然后再研制了腈纶用低温染色促进剂的最佳制备工艺:乙酸丁酯用量20%(相对乳液总量的体积比)、乳化机转速10000rpm,乳化剂用量1.76%(相对乳液总量的体积比),水用量78.24%(相对乳液总量的体积比),乳化时间10min。通过染色温度、染色时间和低温染色助剂用量等因素对阳离子染料上染率的影响研究,根据所用低温染色助剂的不同,研制了两套腈纶低温染色工艺:①低温染色助剂为苯甲醇时,染色温度80℃,染色时间60min,染浴pH值4～5,苯甲醇用量8mL/L,浴比1∶50;②低温染色助剂为自制的以乙酸丁酯为有效成分的低温染色促进剂时,染色温度85℃,染色时间60min,染浴pH值4～5,促进剂用量30mL/L,浴比1∶50。应用上述低温染色技术对腈纶染色后,腈纶染色织物的色光保持不变,耐洗色牢度均达到4～5级,耐摩擦色牢度≥4级,均基本达到了常规沸染的色牢度等级,且染色后腈纶纱线强力比常规染色时有明显的提高。通过对腈纶纤维使用光学显微镜、XRD、TG、DTG等方法研究,结果发现:低温染色助剂苯甲醇和自制促进剂分别在80℃和85℃对腈纶纤维进行处理后,腈纶纤维均有显著的溶胀作用,准结晶度也都有所降低,但其超分子序态结构并没有发生大的变化;低温染色助剂的处理对腈纶纤维的热稳定性均有一定的影响,但其影响幅度均比常规染色时的小。染色动力学研究表明:腈纶低温染色助剂苯甲醇和自制的低温染色促进剂分别在80℃和85℃染色时均能够提高阳离子翠蓝X-GB在腈纶纤维上的平衡吸附量、染色速率常数和扩散系数,降低染料的半染时间。添加低温染色助剂后低温染色时的染色速率常数和染料扩散系数远低于常规染色时的,同时,半染时间比常规染色时的明显延长,故可改善腈纶染色产品的匀染性。针对羊毛低温染色改善研究,本文首先筛选出了合适的毛用低温染色染料主要包括:Lanaset黄2R、Lanaset红G、Lanaset灰G、Lanaset兰2R、Lanaset酱红B、Lanaset红2B。然后通过对移染性、透染性、色牢度以及染料上染率等染色性能的影响研究筛选出了合适的羊毛低温染色助剂——低温匀染剂RS-80。低温匀染剂RS-80在85℃染色时,除了对Lanaset系列染料染羊毛的上染率稍有影响外,其他各项染色性能基本能达到常规染色效果,表现优良。通过对毛/腈混纺同浴低温染色的研究发现,羊毛低温匀染剂RS-80对阳离子染料低温染腈纶的上染百分率和染色后腈纶织物的K/S值影响不大;腈纶低温染色助剂苯甲醇或染色促进剂均使lanaset染料的上染率和染色后羊毛织物的K/S值有一定幅度的提升,且自制的促进剂比苯甲醇的提升幅度大;毛/腈混纺制品同浴染色染液中各助剂有很好的相容性。因此,羊毛低温匀染剂RS-80、苯甲醇和自制的促进剂均可以适用于毛/腈混纺制品的低温同浴染色,并在此基础上本论文设计出了毛腈混纺制品同浴低温染色的染色配方和染色工艺。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-22
  1.1 羊毛和腈纶纤维的结构特点  11-13
    1.1.1 羊毛纤维的结构特点  11-12
    1.1.2 腈纶纤维的结构特点  12-13
  1.2 羊毛和腈纶纤维的基本物理化学性能  13-16
    1.2.1 羊毛纤维的基本性能  13-15
    1.2.2 腈纶纤维的基本性能  15-16
  1.3 羊毛和腈纶的低温染色现状  16-19
    1.3.1 羊毛的低温染色现状  16-18
    1.3.2 腈纶的低温染色现状  18
    1.3.3 毛/腈混纺低温染色现状  18-19
  1.4 目前毛/腈低温染色中存在的问题  19-20
  1.5 本论文的主要研究目的、内容及意义  20-22
第二章实验材料与方法  22-29
  2.1 实验材料及染化药剂  22-24
    2.1.1 纱线及织物  22
    2.1.2 化学药剂  22
    2.1.3 染料  22-23
    2.1.4 实验仪器  23-24
  2.2 实验及测试方法  24-27
    2.2.1 羊毛纤维染色实验  24-25
    2.2.2 腈纶纤维染色实验  25
    2.2.3 测试方法  25-27
  2.3 腈纶低温染色动力学实验方法  27-29
    2.3.1 阳离子染料提纯  27
    2.3.2 染色配方  27
    2.3.3 上染速率曲线测定  27-28
    2.3.4 染料扩散系数的测定  28-29
第三章结果与讨论  29-68
  3.1 腈纶低温染色的研究  29-54
    3.1.1 腈纶增塑剂的筛选  29-31
    3.1.2 腈纶低温染色促进剂的制备  31-34
      3.1.2.1 乳化剂的选择  31-32
      3.1.2.2 乳化工艺的研制  32-33
      3.1.2.3 乳化剂对腈纶染色性能的影响  33-34
    3.1.3 腈纶低温染色工艺的研制  34-39
      3.1.3.1 腈纶低温染色助剂与阳离子染液相容性研究  34-35
      3.1.3.2 染色温度对阳离子染料上染率的影响  35-36
      3.1.3.3 染色时间对阳离子染料上染率的影响  36-37
      3.1.3.4 腈纶低温染色助剂用量对染料上染率的影响  37-39
    3.1.4 低温染色助剂对腈纶染色质量影响研究  39-42
      3.1.4.1 助剂对腈纶织物色光稳定性的影响  39-40
      3.1.4.2 助剂对染后腈纶织物色牢度的影响  40-42
      3.1.4.3 助剂对腈纶纱线强力的影响  42
    3.1.5 腈纶纤维低温染色动力学研究  42-49
      3.1.5.1 阳离子染料的工作曲线  42-43
      3.1.5.2 阳离子染料染色动力学参数的测定  43-49
    3.1.6 低温染色助剂对腈纶结构影响的研究  49-54
      3.1.6.1 助剂处理后腈纶纤维的CDT 值  49-50
      3.1.6.2 助剂对腈纶纤维细度的影响  50
      3.1.6.3 助剂对腈纶准结晶度的影响  50-52
      3.1.6.4 助剂对腈纶热稳定性的影响  52-54
  3.2 羊毛低温染色工艺优化研究  54-64
    3.2.1 毛用低温染色染料的筛选  54-55
    3.2.2 毛用低温染色助剂的筛选  55-63
      3.2.2.1 助剂对染料上染率的影响  55-57
      3.2.2.2 助剂对染料透染性的影响  57-59
      3.2.2.3 助剂对染料移染性的影响  59-60
      3.2.2.4 助剂对染色织物色光的影响  60-62
      3.2.2.5 助剂对羊毛色牢度的影响  62-63
    3.2.3 助剂对羊毛染色性能的影响  63-64
      3.2.3.1 低温匀染剂RS-80 用量对染料上染率的影响  63-64
      3.2.3.2 低温匀染剂RS-80 对羊毛纱线强力的影响  64
  3.3 毛/腈混纺同浴低温染色研究  64-68
    3.3.1 毛/腈混纺制品同浴染色染液中助剂相容性研究  64-65
    3.3.2 毛用低温染色匀染剂RS-80 对腈纶低温染色的影响  65-66
    3.3.3 腈纶低温染色助剂对羊毛低温染色的影响  66-67
    3.3.4 毛/腈混纺制品同浴低温染色工艺  67-68
第四章结论  68-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
攻读硕士学位期间发表的学术论文  75

毛/腈混纺制品低温染色研究

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