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活性染色用新型防沾污酸性皂洗剂的合成与工艺研究

作　者: 计耀浩
导　师: 权衡
学　校: 武汉纺织大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 酸性皂洗剂 N-乙烯基吡咯烷酮共聚物染色沾色
分类号: TS193.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

活性染料染色后的传统碱性皂洗在去除织物表面残余染料,提高纺织品色牢度的同时,易使已固着于织物的活性染料发生断键而造成上染率的下降。因而皂洗前需用大量清水冲洗布面,并用醋酸中和。且染色织物在水洗和皂洗过程中,被洗涤下来的染料会重新上染未染色部分或浅色部分而引起白地沾污,降低了染色织物的色牢度。开发新型“节能减排”防沾污酸性皂洗助剂成为研究的热点。N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)具有分子内酰胺结构,对活性染料具有良好的亲和力,将其作为皂洗剂合成中的一种单体可以增强共聚物对杂质和染料颗粒的吸附和包裹能力,达到良好的皂洗和防沾污效果。本论文以马来酸酐(MA),丙烯酸(AA)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为基本原料,按照不同的单体配比、温度和时间,合成了酸性皂洗剂中的助洗组分,采用傅里叶红外光谱(FITR)表征了结构。对比了聚合物在不同用量下对钙、镁、铁等离子的螯合能力,对染料的分散和抗沾污能力,得出最佳聚合工艺:单体质量比,m(AA): m(MA):m(NVP)=2.7:1:0.7,引发剂用量占单体总量的5.2%;聚合条件,80℃下滴加100min;保温条件,95℃下保温120min。以三元共聚物P(MA-AA-NVP),非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配出防沾污酸性皂洗剂RH-550,对比了不同组分比例下的皂洗残液吸光度、沾色色差以及干湿摩牢度,并与市售同类型产品进行比较。研究可得,复配物的配方组成为P(MA-AA-NVP):AEO-9=1.5:1,SDS用量为3%(总溶液质量)的皂洗剂展现出优异的去除织物浮色和防沾污能力,经其皂洗后的纺织品各项性能良好,湿摩擦牢度可提高半级到一级。应用试验表明,同等用量条件下,去除浮色的能力达到或优于市售产品,抗沾污能力优于市售产品。本研究较传统碱性皂洗工艺,在取得良好净洗效果和防沾污能力的前提下,可以大幅度减少皂洗后水洗次数,实现了节约水电、减少污染物排放,降低企业综合成本的目标,其在环境保护越来越受到重视的今天就显得尤为重要。同时,酸洗和皂洗工艺的统一,缩短了染色工艺流程,明显提高了工作效率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-18
  1.1 皂洗的机理  8-12
    1.1.1 浮色的产生  8-9
    1.1.2 “白地沾污”的发生  9
    1.1.3 皂洗原理  9-12
    1.1.4 影响皂洗效果的其它因素  12
  1.2 皂洗剂概述  12-16
    1.2.1 皂洗剂的组成  12-13
    1.2.2 皂洗剂的发展  13-16
  1.3 防沾污酸性皂洗剂的机理  16
  1.4 本课题研究的思路及意义  16-18
2 实验原理  18-23
  2.1 活性染料  18-19
  2.2 主要合成单体  19-20
    2.2.1 丙烯酸  19
    2.2.2 马来酸酐  19
    2.2.3 N-乙烯基吡咯烷酮  19-20
  2.3 三元共聚物合成机理  20-23
    2.3.1 合成路线  20-22
    2.3.2 副反应  22-23
3 试验材料与方法  23-31
  3.1 实验试剂及仪器  23-24
    3.1.1 实验试剂及原料  23-24
    3.1.2 实验仪器  24
  3.2 布样染色  24-25
    3.2.1 染色用布及染色配方  24-25
    3.2.2 染色工艺曲线  25
  3.3 三元共聚物P(MA-AA-NVP)的合成方法及皂洗剂的复配  25-26
    3.3.1 实验装置图  25
    3.3.2 聚合反应的步骤  25
    3.3.3 聚合反应工艺曲线  25-26
    3.3.4 皂洗剂的复配  26
  3.4 表征与测试  26-27
    3.4.1 共聚物的红外光谱（FT-IR）分析  26
    3.4.2 固含量的测定  26
    3.4.3 反应转化率的测定  26-27
  3.5 应用性能测定  27-31
    3.5.1 棉织物干/湿摩擦牢度的测定  27
    3.5.2 棉织物色差的测定  27-28
    3.5.3 皂洗效果的测试  28
    3.5.4 沾色牢度的测试  28
    3.5.5 分散性能的测试  28
    3.5.6 共聚物对金属离子的螯合能力的测定方法  28-31
4 结果与讨论  31-56
  4.1 丙烯酸与马来酸酐共聚物 P(AA-MA)的合成  31-45
    4.1.1 引发剂对共聚物性能的影响  31-32
    4.1.2 聚合温度对共聚物性能的影响  32-34
    4.1.3 单体 AA 与 MA 的配比对共聚物性能的影响  34-36
    4.1.4 聚合时间对共聚物性能的影响  36-38
    4.1.5 聚合工艺对共聚物性能的影响  38-44
    4.1.6 聚合物 P(MA-AA)的最佳合成工艺  44
    4.1.7 聚合物 P(MA-AA)的结构表征  44-45
  4.2 三元共聚物 P(MA-AA-NVP)的合成  45-48
    4.2.1 N-乙烯基吡咯烷酮的用量对共聚物性能的影响  45-46
    4.2.2 引发剂的用量对共聚物性能的影响  46-47
    4.2.3 MA-AA-NVP 三元共聚物的最佳合成工艺  47-48
    4.2.4 MA-AA-NVP 三元共聚物的结构表征  48
  4.3 复配比例的选择  48-51
    4.3.1 三元共聚物 P(MA-AA-NVP)与AEO-9 比例的确定  49-50
    4.3.2 SDS 用量的确定  50-51
  4.4 应用工艺的确定  51-53
    4.4.1 皂洗剂用量对应用性能的影响  51-52
    4.4.2 皂洗温度对应用性能的影响  52
    4.4.3 皂洗时间对应用性能的影响  52-53
  4.5 与传统皂洗工艺的对比  53-55
    4.5.1 皂洗方式  53-54
    4.5.2 皂洗效果  54
    4.5.3 皂洗工艺流程对比  54-55
  4.6 与市售产品性状及性能的对比  55-56
5 结论  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-62
本人在攻读学位期间所发表论文  62

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