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棉纤维用阳离子改性剂ZY的合成及应用

作　者: 李保梅
导　师: 赵雅琴
学　校: 河北科技大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 阳离子改性剂棉织物环氧季铵盐活性染料染色 K/S值
分类号: TS190.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

为了实现活性染料无盐染色,提高棉纤维和活性染料之间的亲和力,提高活性染料的上染率,本文采用阳离子改性技术,对棉织物进行阳离子化改性,并以三聚氯氰为母体,3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵为阳离子功能单体,通过亲和取代制备了双季铵盐阳离子改性剂ZY,并用改性剂ZY对棉纤维进行阳离子预处理,使棉纤维表面带正电荷,然后用活性染料进行染色。本文制备阳离子改性剂时,考察了单体配比、反应时间、反应温度、引发剂浓度等工艺参数对合成反应的影响。运用红外光谱对产物ZY的组成和结构进行了表征,验证了目标产物。最后,用改性剂ZY对棉织物进行改性并染色。通过改变改性剂浓度、改性时间、pH值和温度等工艺参数,测定活性染料染色后织物的上染率和织物的K/S值,详细讨论了影响棉纤维阳离子化改性效果的主要因素。确定了阳离子改性剂ZY使用的最佳改性方法为浸渍法,最佳工艺条件为改性剂25g/L,氢氧化钠24g/L,改性温度55℃,改性时间20min。然后用活性染料进行无盐染色,染色效果最好,织物的K/S值和染料的上染率最高。同时,改性剂ZY在棉纤维上的应用为阳离子改性剂的应用开辟了新的方向,增加了改性剂与棉纤维的结合力,提高了上染率和固色率,减少了改性剂的用量,降低了成本,提高生产效率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 活性染料概述  9-11
    1.1.1 活性染料染色发展概况  9
    1.1.2 活性染料的性能  9-10
    1.1.3 活性染料染棉时盐的促染机理  10
    1.1.4 活性染料无盐染色研究现状  10-11
  1.2 阳离子改性剂  11-14
    1.2.1 阳离子改性剂的种类  11-12
    1.2.2 阳离子改性剂的发展现状  12-14
    1.2.3 阳离子改性剂与棉纤维的反应机理  14
  1.3 阳离子改性剂的应用前景  14-15
  1.4 本课题研究的目的和意义  15-17
第2章实验原理及方法  17-23
  2.1 原材料的结构与性质  17-19
    2.1.1 棉纤维  17
    2.1.2 三聚氯氰  17-18
    2.1.3 环氧季铵盐  18-19
  2.2 实验原理  19-21
    2.2.1 取代反应机理  19
    2.2.2 阳离子改性剂ZY的合成机理  19-20
    2.2.3 改性剂与纤维的反应机理  20
    2.2.4 棉纤维改性后的染色机理  20-21
  2.3 实验的影响因素  21-22
    2.3.1 改性效果的影响因素  21-22
    2.3.2 染色效果的影响因素  22
  2.4 本章小结  22-23
第3章实验部分  23-31
  3.1 实验材料、药品与仪器  23-24
    3.1.1 实验药品  23
    3.1.2 实验仪器和设备  23-24
    3.1.3 实验材料  24
  3.2 改性剂ZY的合成工艺  24
  3.3 改性剂ZY的性能测试  24-25
    3.3.1 阳离子改性剂产率的测定  24
    3.3.2 红外光谱分析  24-25
    3.3.3 耐碱性测试  25
  3.4 活性染料染色  25-29
    3.4.1 棉织物改性工艺  25-26
    3.4.2 染色工艺  26
    3.4.3 改性棉织物表面Zeta电位的测定  26-27
    3.4.4 上染率的测定-残液法  27
    3.4.5 固色率F的测定  27-28
    3.4.6 染色织物K/S值的测定  28
    3.4.7 匀染性测试  28
    3.4.8 耐摩擦色牢度的测定  28-29
    3.4.9 皂洗牢度、沾色牢度测试方法  29
  3.5 改性剂ZY与CHPA、PAP改性效果的对比  29-30
  3.6 本章小结  30-31
第4章实验结果与讨论  31-57
  4.1 阳离子改性剂的合成工艺优化  31-39
    4.1.1 三聚氯氰溶剂的选择  31-32
    4.1.2 脱氨过程对改性剂的影响  32
    4.1.3 NaOH对合成反应的影响  32-33
    4.1.4 单体配比对合成反应的影响  33-34
    4.1.5 温度对改性剂合成的影响  34-36
    4.1.6 反应时间对改性剂合成的影响  36-38
    4.1.7 pH值对改性剂合成的影响  38-39
    4.1.8 三聚氯氰加入方法对改性剂合成的影响  39
  4.2 最优合成工艺验证  39-42
    4.2.1 最优工艺  39-40
    4.2.2 最优工艺的验证  40
    4.2.3 红外分析  40-41
    4.2.4 改性剂的耐碱性  41-42
  4.3 棉纤维阳离子化改性工艺的优化  42-50
    4.3.1 改性中加碱方式的确定  42-43
    4.3.2 浸渍法改性  43-47
    4.3.3 浸轧焙烘法  47-49
    4.3.4 汽蒸改性方法  49
    4.3.5 冷轧堆改性  49
    4.3.6 结论  49-50
  4.4 改性棉织物的表面性能  50-56
    4.4.1 改性棉织物表面的Zeta电位  50-51
    4.4.2 改性棉织物的匀染性  51-52
    4.4.3 食盐对改性棉织物染色性能的影响  52-53
    4.4.4 Na_2CO_3对改性棉织物染色性能的影响  53-54
    4.4.5 棉纤维阳离子改性对色牢度的影响  54-55
    4.4.6 改性剂ZY与CHPA、PAP的改性效果  55-56
  4.5 本章小结  56-57
结论  57-59
参考文献  59-63
攻读硕士学位期间所发表的论文  63-64
致谢  64

棉纤维用阳离子改性剂ZY的合成及应用

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