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水溶性反应性壳聚糖衍生物的合成及其应用性能研究

作　者: 王靖
导　师: 赵涛
学　校: 东华大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 壳聚糖衍生物抗菌无盐染色茶叶色素酸性染料
分类号: TS193.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文通过对壳聚糖(CTS)的化学改性,得到具有良好水溶性壳聚糖衍生物N-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HTCC)及O-甲基丙烯酰胺-N-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(NMA-HTCC)。探讨了壳聚糖及其衍生物的抗菌性及其在活性染料无盐染色、茶叶色素染色和酸性染料羊毛染色上的应用性能。以脱乙酰度为85%的壳聚糖(CTS)为原料,在其氨基上引入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA),得到中间产物N-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HTCC),在6位羟基上引入羟甲基丙烯酰胺(NMA),得到终产物O-甲基丙烯酰胺-N-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(NMA-HTCC)。抗菌实验研究表明,经CTS、HTCC和NMA-HTCC分别处理后的棉纤维对大肠杆菌的抗菌性都达到95%以上。在水洗30次之后CTS和HTCC处理棉布的抗菌效果甚微,而NMA-HTCC处理棉布的抗菌效果与未经水洗的处理棉织物相比有所下降,但仍在90%左右。对于NMA-HTCC而言,轧烘焙处理工艺要好于冷轧堆处理工艺。研究表明,经CTS、HTCC和NMA-HTCC分别处理后的棉织物用活性染料进行无盐染色,其上染率、固色率、K/S值比未处理无盐染色工艺有所提高,耐摩擦色牢度及耐水洗色牢度以NMA-HTCC轧烘焙处理后的棉织物效果最佳。在茶叶色素染色方面,首先确定茶叶色素的最佳染色工艺,在最佳工艺条件下,比较不同媒染剂与经CTS、HTCC和NMA-HTCC分别处理后的无媒染色效果进行比较。结果显示在K/S值、耐摩擦色牢度及耐水洗色牢度上均接近或者优于加媒染色工艺,但是存在匀染性较差问题。在酸性染料染染色方面,首先确定CTS、HTCC和NMA-HTCC处理羊毛的最佳工艺,然后与未经过处理的羊毛进行染色实验的比较,结果表明CTS、HTCC和NMA-HTCC处理后的羊毛得到更大的上染率,但皂洗牢度较未经处理羊毛无明显差异。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
1 前言  12-24
  1.1 壳聚糖及其衍生物的应用  12-16
    1.1.1 在纺织、印染工业上的应用  13-15
    1.1.2 在其他工业上的应用  15-16
  1.2 壳聚糖的化学改性  16-18
  1.3 活性染料无盐染色的研究现状  18-20
  1.4 茶叶色素染色的发展现状  20-22
  1.5 壳聚糖在酸性染料染色上的研究应用现状  22
  1.6 本论文的提出  22-24
2 水溶性反应性壳聚糖衍生物的合成及表征  24-30
  2.1 壳聚糖脱乙酰度的测定  24-25
    2.1.1 实验试剂及仪器  24
    2.1.2 壳聚糖脱乙酰度的测定  24-25
  2.2 水溶性反应性壳聚糖衍生物的制备及表征  25-29
    2.2.1 实验试剂及仪器  25-26
    2.2.2 合成方法  26-27
    2.2.3 制备方法  27
    2.2.4 分析测试  27-29
  2.3 结论  29-30
3 水溶性反应性壳聚糖衍生物用于活性染料无盐染色的染色性能研究  30-45
  3.1 实验原理  30-31
    3.1.1 活性染料与纤维素纤维反应机理  30
    3.1.2 O-甲基丙烯酰胺-N-羟丙基三甲基氯化铵与棉纤维的反应机理  30-31
    3.1.3 壳聚糖及水溶性反应性壳聚糖衍生物的促染机理  31
  3.2 实验材料及仪器  31-33
    3.2.1 实验材料  31-32
    3.2.2 实验仪器  32-33
  3.3 棉织物活性染料染色前预处理方法及表征  33-35
    3.3.1 壳聚糖及水溶性反应性壳聚糖衍生物预处理方法  33-34
    3.3.2 O-甲基丙烯酰胺-N-羟丙基三甲基氯化铵与纤维反应红外表征  34
    3.3.3 预处理棉织物白度测试  34-35
  3.4 染色方法  35-37
    3.4.1 加盐染色方法  35
    3.4.2 无盐染色方法(经过预处理棉织物及未经预处理棉织物)  35
    3.4.3 皂煮方法  35-36
    3.4.4 上染率及固色率测试  36-37
    3.4.5 织物表面颜色深度(K/S值)测试  37
    3.4.6 色牢度测试  37
  3.5 结果与分析  37-43
    3.5.1 整理织物的白度测试结果与分析  37-38
    3.5.2 上染速率曲线结果与分析  38-39
    3.5.3 上染率和固色率的结果分析  39-40
    3.5.4 K/S值分析  40-42
    3.5.5 色牢度测试结果分析  42-43
  3.6 结论  43-45
4 水溶性反应性壳聚糖衍生物在茶叶色素染色的应用性能研究  45-54
  4.1 染色原理  45
  4.2 实验材料及仪器  45-46
    4.2.1 实验材料  46
    4.2.2 实验仪器  46
  4.3 棉织物茶叶色素染色前预处理方法  46-47
    4.3.1 壳聚糖及水溶性反应性壳聚糖衍生物预处理方法  46-47
  4.4 染色方法  47-49
    4.4.1 茶叶色素提取方法  47-48
    4.4.2 染色处方  48
    4.4.3 染色工艺  48
    4.4.4 确定媒染剂最佳染色工艺  48-49
    4.4.5 处理织物染色效果与硫酸铝钾最佳染色工艺K/S值比较测试  49
    4.4.6 色牢度测试  49
  4.5 结果与分析  49-52
    4.5.1 硫酸铝钾最佳工艺的分析  49-51
    4.5.2 处理织物染色与硫酸铝钾最佳染色工艺K/S值比较分析  51
    4.5.3 色牢度结果与分析  51-52
  4.6 结论  52-54
5 水溶性反应性壳聚糖衍生物用于酸性染料染色的染色性能研究  54-61
  5.1 实验原理  54-55
    5.1.1 酸性染料染色原理  54-55
    5.1.2 壳聚糖及水溶性反应性壳聚糖衍生物提高酸性染料上染率机理探讨  55
  5.2 实验材料及仪器  55-56
    5.2.1 实验材料  55-56
    5.2.2 实验仪器  56
  5.3 壳聚糖及水溶性反应性壳聚糖衍生物的最佳处理工艺确定  56
  5.4 染色方法  56-57
    5.4.1 染色处方及工艺  56-57
    5.4.2 上染率测试  57
    5.4.3 水洗牢度测试  57
  5.5 结果与分析  57-60
    5.5.1 羊毛纤维最佳处理工艺分析  57-58
    5.5.2 上染率分析  58-59
    5.5.3 耐水洗色牢度分析  59-60
  5.6 结论  60-61
6 水溶性反应性壳聚糖衍生物处理棉织物的抗菌性能  61-68
  6.1 壳聚糖及水溶性反应性壳聚糖衍生物的抗菌原理探讨  61
  6.2 壳聚糖及水溶性反应性壳聚糖衍生物的抗菌性研究  61-65
    6.2.1 实验材料及仪器  61-63
    6.2.2 棉织物抗菌预处理方法  63-64
    6.2.3 抗菌性测试  64-65
    6.2.4 抗菌效果耐久性  65
  6.3 结果与讨论  65-67
    6.3.1 抗菌性能  66
    6.3.2 抗菌耐久性  66-67
  6.4 结论  67-68
7 结论  68-69
参考文献  69-74
攻读学位期间发表或撰写的论文  74-75
致谢  75

水溶性反应性壳聚糖衍生物的合成及其应用性能研究

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