應用陽離子改性劑DMA-AC對亞麻織物進行接枝改性

1、齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙摘要本實驗應用陽離子改性劑DMA-AC對亞麻織物進行接枝改性，采用活性染料上染改性和未改性的亞麻織物，比較它們的K/S 值，并介紹了陽離子改性劑 DMA-AC的作用機理，研究了染色工藝條件對接枝改性亞麻織物染色性能的影響（其中包括溫度、堿劑、鹽量、和染料用量的影響），并通過正交實驗得出接枝改性亞麻織物染色的最優(yōu)方案，即在低鹽及少量染化料的染色工藝條件下染色，且通過驗證實驗證實經(jīng)此優(yōu)方案染色的亞麻織物的 K/S 值提高了 25%，證明了活性染料染接枝改性亞麻工藝可實現(xiàn)提高染料的利用率，節(jié)約染化料的用量，為工廠生產(chǎn)降低成本，并減少了染整加工過程中對環(huán)境造成的污染，

2、有效的實現(xiàn)了節(jié)能降耗，為經(jīng)濟環(huán)保型生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：陽離子改性劑活性染料K/S 值亞麻I齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙AbstractThis experiment carries on the stem grafting modification applicating ofcationic modifying agent DMA-AC to linen textile, and uses on the reactive dyes to dye the modification and unmodified linen textile, compared with their

3、s K/S value, and introduced the cationic modifying agent DMA-AC action mechanism, and studies the condition of the dyeing progress toaffected the stem grafting modified linen textile, including the temperature, the neutralization agent, the salty quantity, and the using amount of the dye, and obtain

4、ed the excellent project of the stem grafting modified linen textile through the orthogonal experiment, namely ,dyeing in the low salt or under the dyeing technological conditions with little dye and chemical agent, which through the confirmation experiment confirmed that the dyed linen textile K/S

5、value enhanced 25% after this superior project, and proved that thesuperior can enhance the ultilties of dye, saved the using amount of dye and chemical agent.This progress reduces the cost for the plant and reduced the pollution of dye in the entire process of dying and finishing which created to t

6、he environment,also realized the energy conservation and fallen consumes effectively.This excellent progress has built the good foundation for the economical environmental protection production.Key word: cationic modifying agentreactive dyesK/S valuelinenII齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙目錄摘要 . IAbstract . II第 1 章

7、緒論.11.1本課題的研究意義 .11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .11.3本論文的研究內(nèi)容 .21.4本課題預期取得的成果 .3第 2 章實驗部分 .42.1實驗材料及藥品 .42.2實驗儀器 .42.3實驗內(nèi)容 .52.3.1實驗步驟 .52.3.2測試方法 .9第 3 章 實驗原理 .103.1亞麻纖維結(jié)構(gòu)越染色性能的關(guān)系 .103.2亞麻接枝改性的原理 .103.3活性染料染色機理 .11第 4 章結(jié)果與討論 .154.1陽離子改性后的亞麻織物的染色性能的變化 .154.1.1固色溫度對染色性能的影響. 154.1.2鹽對染色性能的影響 .174.1.3堿劑對染色性能的影響 .204.1.4染

8、料用量對 K/S 值的影響 .224.2染色牢度 .244.3正交實驗與結(jié)果分析 .24結(jié)論 .27參考文獻 .29致謝 .錯誤！未定義書簽。III2 。齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙第1章緒論1.1本課題的研究意義隨著人們追求綠色環(huán)保時尚潮流的興起，亞麻織物作為綠色環(huán)保生態(tài)纖維產(chǎn)品，具有天然抑菌，護服保潔，屏蔽紫外線輻射，穿著涼爽舒適，防靜電，耐曬，耐磨等特點，是其他紡織品所不可比擬的。其優(yōu)良的服用性能，越來越受到廣大消費者的喜歡。但是亞麻特殊的化學組成和物理結(jié)構(gòu)使亞麻織物存在手感板硬、易皺、染色不鮮艷，染色性能較差等缺點，在某種程度上制約了亞麻服飾和裝飾用高檔面料上的應用，改善亞麻的染

9、色性能，近年來引起了國內(nèi)外紡織染整科技工作者的廣泛關(guān)注。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外亞麻紡織染整工藝較為先進，尤其注重亞麻原料加工業(yè)和亞麻紡織業(yè)方面。近幾年來，開始推廣具有漚麻時間短，混合出麻率高，無需污水處理的快速漚麻的新工藝。 工藝和裝備的更新， 不僅在保護環(huán)境，節(jié)約能源，提高纖維質(zhì)量以及在改善勞動條件，減輕勞動強度和生產(chǎn)連續(xù)化上下了大功夫，而且普遍注意了亞麻的綜合利用，對后整理工藝進行了改進。國外的亞麻織物產(chǎn)品已向服裝、裝飾、產(chǎn)業(yè)三個領(lǐng)域進行合理調(diào)整。 Reeves和GUTHRIE報導了杜邦公司和 GAMBLE在變性纖維上進行的染色試驗。 EINSELE 研究了變性棉纖維用一氯均三嗪活性染料

10、的染色，發(fā)現(xiàn)在微酸或中性條件下，不必加鹽就可獲得良好的吸收和固著目前，西歐發(fā)達國家憑借高純度的染化料和染整助劑，并配之以先進的染整工藝設備和工藝技術(shù)，將亞麻紡織產(chǎn)品進行深加工，其價格高于我國同類產(chǎn)品兩倍以上，而我國經(jīng)過十多年的努力，雖然在行業(yè)上能力上規(guī)模方面發(fā)展很快，但在產(chǎn)品上檔次上水平方面卻做的很不夠，亞麻染1齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙整技術(shù)的研究需要有重大的決定性的突破。我國是一個紡織品出口大國 , 從 1930 年代早期直至目前為止已提出了許多工藝來提高亞麻的上染率。早期的方法是采用季銨化合物，具有醚鍵的陽離子化纖維素，可以通過羥基與其他化合物導致與相反電荷的染料分子形成離子鍵。

11、另一種方法是環(huán)氧化合物在堿性條件下與纖維素纖維反應，這在紡織品印花和樹脂整理中已被廣泛應用了12。目前亞麻染色業(yè)使用高濃度鹽作促染劑和固色劑，不僅對環(huán)境造成污染；同時由于上染率、固色率低而造成染料浪費，增加了產(chǎn)品成本等缺點。我國從 20 世紀 60 年代開始纖維素接枝共聚的研究， 到 80 年代接枝共聚物的研究取得較大的進展。近年來改善亞麻染色性能的方法大致有：改變纖維的物理形態(tài)和微結(jié)構(gòu)，使其染色性能發(fā)生變化。例如利用強堿對織物進行絲光，利用酶處理的方法，還包括用液氨、銅按溶液、磷酸處理，均會改變亞麻纖維的微結(jié)構(gòu)，甚至引起晶形變化，導致染色性能有所改善。另一種改性是對纖維表面進行改性，這包括物

12、理、物理化學、以及化學方法，例如低溫等離子體處理、表面化學接枝等，纖維表面改性后也會引起染色性能發(fā)生改變。還有一種方法就是對整個纖維包括表面和內(nèi)部進行化學改性。例如亞麻的胺化改性、氨基聚合物改性、活化改性等，這種改性一般會引起亞麻染色性能的更大改善 2 。目前，染整行業(yè)的發(fā)展正趨向于經(jīng)濟環(huán)保型，況且亞麻紡織品的發(fā)展前景廣闊，因此探索適用于亞麻的染色工藝對提高亞麻染色性能有著重要意義。1.3本論文的研究內(nèi)容采用陽離子改性劑 DMA-AC 對亞麻織物進行接枝改性，使用活性染料：活性黃 3RS 上染亞麻織物； 經(jīng)單因素實驗， 確定活性黃 3RS 上染亞麻織物的染色性能并通過正交實驗選出適合接枝改性亞

13、麻織物的染色性能的最佳方案；對比接枝改性亞麻和未接枝亞麻并測其顏色強度及皂洗牢度。2齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙1.4本課題預期取得的成果亞麻織物存在手感板硬、易皺、染色不鮮艷，染色性能較差等缺點難于染色的問題，本實驗經(jīng)過陽離子改性劑 DMA-AC 對亞麻織物進行接枝改性，并采用含有雙活性基的活性黃 3RS 活性染料上染亞麻織物，通過對不同工藝條件進行單因素分析，探討亞麻織物經(jīng)接枝改性后的染色性能，并確定適合改性亞麻染色的最佳工藝條件；本實驗的目的在于：亞麻織物經(jīng)接枝改性后，此舉不僅要改善亞麻的染色性能，使其固色溫度降低，減少染料和鹽的用量，并因此而節(jié)能降耗，減少染整加工過程中對環(huán)境造成

14、的污染。3齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙第2章實驗部分2.1實驗材料及藥品織物：經(jīng)前處理的純亞麻布， 齊齊哈爾金亞基團； 藥品：活性染料：活性黃 3RS，結(jié)構(gòu)式：SO 3 NaNN NNHNHNNNaO 3 SSO 3 NaNHCONH 2SO 2 CH 2 CH 2 OSO 3 NaCl化學式： C28H20CIN 9O16，分子量： 865.92，性狀：磚紅色粉末，可溶于水，溶解度為 130g/L（ 25） 4 ；氯化鈉（分析純），化學式：NaCl ，長春化學試劑廠；無水碳酸鈉（分析純） ，化學式： Na2CO3,，西安化學試劑廠；碳酸氫鈉（分析純） ，化學式： NaHCO3 ，精制；

15、氫氧化鈉（粒狀）（分析純），化學式： NaOH，天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心；環(huán)氧氯丙烷（分析純），化學式： C3H5ClO ，分子量： 92.52，天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心； 二甲胺（化學純），化學式： C2 H7N，分子量： 45.08，沈陽市東興試劑廠。2.2 實驗儀器軋車（實驗室用軋車）；干燥箱： 101 2 型，最高工作溫度： 300，產(chǎn)地：上海市實驗儀器總廠； 電子恒溫水浴鍋： 溫度范圍： 37 100，溫度波動度：1，產(chǎn)地：天津泰斯特儀器有限公司； 電子天平：BS223S：最大載荷： 220g，分度值： 0.001g，產(chǎn)地：北京塞多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；攪拌器： JJ-2 增

16、力電動攪拌器： JJ-2100w，產(chǎn)地：江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；電腦測色配色儀： GretagMacbethTM ColorEyeR2180UV，產(chǎn)地：臺灣瑞比公司；耐洗色牢度實驗機： SW-12A型，產(chǎn)地：溫州大榮紡織標準儀器廠制造。4齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙2.3 實驗內(nèi)容2.3.1實驗步驟1. DMA-AC的制備DMA-AC （1，1-二甲基 -3 羥甲基氯化氫雜環(huán)丁烷） 是由將二甲胺放置在圓底燒瓶內(nèi)，冷卻到 0-5，并在 20 分鐘內(nèi)緩慢滴入與二甲胺等摩爾的表氯醇，上述反應必需放在 0-5 的條件下攪拌 2 小時，然后再加熱至 20，并保溫 16 小時，這樣生成的液狀產(chǎn)物能完

17、全溶解于水中，成無色水溶液，其反應過程如下：CH3OCH 3NH+ ClCH2CHCH2N(DMA-AC)CH 2 ClOHCH3二甲胺表氯醇2. 聚合物和活性化合物的施加軋烘焙法：用實驗室軋車將織物在軋輥間軋至壓余率為80%，再用烘箱在 100下烘干，烘干后在200下焙烘一分鐘。3. 探索實驗活性黃 3RS由化工產(chǎn)品手冊查得其結(jié)構(gòu)與性狀，該活性染料屬于型活性染料，但未知其染色性能，尤其是固色溫度未知，故對該染料進行探索實驗研究，找出其最佳染色溫度，即上染率最高的染色溫度。根據(jù)傳統(tǒng)的活性染料染色工藝：工藝處方：NaCl(g/L)40Na2CO3(g/L)20染料量（ o.w.f）2%浴比1：

18、305齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙工藝曲線：X 型：15 分鐘15分鐘15 分鐘30-45 分鐘20-30后處理（注 1）起染 1/2NaCl1/2NaCl加堿（固色）KN 型：607030-45 分鐘15 分鐘 15分鐘 15分鐘加堿（固色）后處理40（注 1）起染1/2NaCl1/2NaClM型：80-9030-45 分鐘15 分鐘15 分鐘15 分鐘60-70 加堿（固色）后處理起染 1/2NaCl 1/2NaCl（注 1）初步設定活性黃 3RS的染色工藝曲線：固色溫度（注 2） 30-45分鐘15 分鐘 15分鐘 15分鐘40加堿（固色）后處理起染1/2NaCl1/2NaCl（注

19、 1）注 1：后處理：熱水洗（ 80）、皂煮（ 1g/L 肥皂， 95）、冷水洗注 2：固色溫度： 50、 60、 70、 80、 90工藝流程：經(jīng)前處理的亞麻布染色水洗、皂煮、水洗6齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙經(jīng)實驗證實該活性染料的最佳染色工藝條件：起染溫度： 40;NaCL:30g/L;Na2CO3:20g/L; 固色溫度為： 60 工藝曲線：6030-45分鐘4015分鐘15分鐘 15分鐘加堿后處理（固色）（注 1）起染1/2NaCl1/2NaCl4. 單因素變量實驗已接枝和未接枝的亞麻織物染色性能的對比實驗(1)溫度對 K/S 值的影響固色溫度： 50、 60、 70、 80、

20、90其他工藝條件不變： NaCL:40g/L ，Na2CO3:20g/L，染料量：2%（ o.w.f）(2)鹽量對 K/S 值的影響鹽量： 0g/L 、10 g/L 、20 g/L、 30 g/L、40 g/L其他工藝條件不變：固色溫度：60， Na2CO3:20g/L，染料量： 2%（ o.w.f）(3)堿劑對 K/S 值的影響堿劑（ 20g/L）：NaOH、 Na2CO3、NaHCO3其他工藝條件不變：固色溫度：60，鹽量： 30 g/L ，染料量： 2%（ o.w.f）(4)染料量對 K/S 值的影響染料量 :0.4%、0.7%、1.0%、1.3%、1.6%其他工藝條件不變： 固色溫度：

21、 60，鹽量：30 g/L，堿劑（ 20g/L）：Na2CO3，染料量： 2%（o.w.f）5. 正交實驗 8染色工藝的制定首先要進行小樣試驗，但要優(yōu)選出最佳染色工藝,還必須進行若干次試驗。試驗安排得好 , 不僅試驗次數(shù)少且效果好；, 反之，次數(shù)既多結(jié)果還不理想。尤其是染色工藝的試驗，其工藝條件, 助7齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙劑用量等因素很多，試驗結(jié)果考慮的指標又多，何合理安排試驗方案，優(yōu)選出最佳染色工藝 , 達到成本低 , 效果好的目的。表 2-1單因素水平表水平因素A( 溫度)B(鹽量)C(堿劑 )/D(染料用/ （）/(g/L)(20g/L)量 ) /(%)15020NaOH1

22、.026030Na2CO31.337040NaHCO1.63表 2-2正交實驗表實驗序號ABCD1111121222313334212352231623127313283213933216. 驗證實驗 :染色工藝： NaCl（g/L ）：20Na2CO3（g/L ）：20染料用量（ o.w.f ）（%）：1.38齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙染色工藝曲線：7030-45分鐘加堿后處理40 15 分鐘15分鐘15分鐘（注 1）起染1/2NaCl 1/2NaCl2.3.2測試方法1.K/S 值的測定 14準備好標準樣（未經(jīng)染色的亞麻原布）和染樣，通過電腦測色配色儀在不同角度測定標準樣和染樣的反

23、射率的值， 并取平均值，記錄數(shù)據(jù)，再按下式計算：(1R)2(1 R0)2K / SR2 R0（式 2-1 ）2式中 R光沒有透色時的反射率（取下的值） ；R0標準樣的反射率；2. 耐洗色牢度測試將接枝改性亞麻經(jīng)染色及未接枝亞麻染色進行織物的皂洗牢度的測試。然后按照 GB 251-1995評定沾色灰色樣卡評定這兩種亞麻織物的皂洗牢度。9齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙第 3章 實驗原理3.1 亞麻纖維結(jié)構(gòu)越染色性能的關(guān)系亞麻屬植物韌皮纖維，亞麻纖維的化學組成極為復雜，總的可以分為纖維素纖維和非纖維素兩類。而纖維素是構(gòu)成亞麻纖維的主要成分，其含量為： 70%-80%。纖維素是由許多葡萄糖連接起來

24、的大分子，在每根纖維中，存在著許多結(jié)合體結(jié)構(gòu)，其中結(jié)晶區(qū)，非結(jié)晶區(qū)及纖維的取向度、傾角是影響纖維性質(zhì)的主要因素。非纖維素成分包括半纖維素（ 12%-15%）、果膠物質(zhì)（ 1.4%-5.7%）、木質(zhì)素（ 2.5%-5%）、蠟質(zhì)（ 1.2%-1.8%）、灰分（ 0.81%-1.3%）、含 N 化合物（ 0.3%-0.6%），存在于亞麻的單纖維細胞之間，將單纖維粘結(jié)在一起 13 。亞麻中伴生物的存在制約了纖維的光澤、柔軟性、彈性、可紡性和印染的著色性能。果膠對亞麻紡織影響很大，果膠是亞麻單纖成束的必要物質(zhì)，脫膠量要控制好，如果去除過多，纖維素被破壞，強力會大大下降，果膠含量多，手感粗硬毛效差，影響染

25、料上染及牢度。木質(zhì)素的存在影響染料與纖維素的結(jié)合，影響上染率、牢度及色澤。脂臘含量高，亞麻的吸濕性差、毛效低，染色時，脂臘阻礙染料向纖維擴散。亞麻纖維大分子之間各個基團的結(jié)合力飽和，大分子排列方向與纖維取向度高，纖維吸濕困難，基于亞麻的各種化學物理性質(zhì)使得亞麻織物難于染色 91011 。3.2亞麻接枝改性的原理亞麻接枝是通過化學反應將一類高分子單體接枝到另一類高分子鏈上，在接枝點上生成新的化學鏈，接枝高分子具有接枝主鏈（母體）高分子及接枝支鏈高分子的綜合特性 1 。纖維大分子上接枝聚合物的數(shù)量越多，接枝改性效果就好，因此改善了亞麻織物的染色性能。本實驗合成的低分子量二甲基氯化氮雜環(huán)丁烷（DMA

26、-AC ）這一化10齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙合物完全溶于水。在中性條件下，亞麻纖維經(jīng)接枝處理的作用機理可解釋為：陽離子改性劑（ DMA AC ）與亞麻纖維形成二甲胺羥基氯丙烷CH3NCH 2CH(OH)CH 2OCellCH3；陽離子改性劑（ DMA AC ）自身形成中等分子量的齊聚物， 該齊聚仍能透入纖維。二甲胺羥基氯丙烷溶于水后叔胺基帶上正電荷與水溶液中帶負電荷的產(chǎn)生引力，增強了纖維素分子鏈與染料分子間的親和力，使其易于上染，而水溶液中的羥基帶負電荷，類似活性染料這樣的負電荷的染料分子，這樣就與纖維素分子間產(chǎn)生了電荷排斥力，在理論上和實際中都必須在染浴中加大量的鹽，來屏蔽電荷斥力

27、，增進上染。3.3活性染料染色機理活性染料分子和一般水溶性染料不同的地方是具有一個（或兩個）可與纖維反應形成共價結(jié)合的活性基。但是與其他的染料一樣，在上染纖維時也存在一個上染過程，其染色基本理論與其他的染料相似3 ?；钚匀玖系纳先具^程簡述為以下幾個階段：染料隨著染液的流動到達纖維表面的邊界擴散層。此階段易進行，只需保持染液適當流動（或攪動），染料分子就會不斷的向纖維界面移動。在此染液層中，染料已很難靠染液的流動來接近纖維表面，而主要靠自身的擴散去靠近纖維表面；染料通過擴散邊界層，被纖維表面進行吸附：染料在擴散邊界層中靠近纖維到一定距離后，染料分子迅速被纖維表面表面所吸附，染料分子和纖維表面分子

28、間發(fā)生氫鍵、范德華引力結(jié)合。與此同時，染料陰離子和纖維表面的負電荷也存在庫侖引力，只有當染料分子吸引力大于斥力時，才可接近纖維表面；染料從纖維表面擴散到無定性區(qū)的內(nèi)部：染料吸附到纖維表面后在纖維內(nèi)外形成一個濃度差，因而可以向纖維內(nèi)擴散。這種擴散直到纖維和溶液間的染料濃度達到平衡，纖維內(nèi)外染料濃度相等即透染為止，此階段是決定上染速率的主要步驟 6 。活性染料的反應性能主要決定于分子中的活性基，此外也和母體染11齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙料，連接基有關(guān)。活性黃 3RS 染料是具有一氯均三嗪活性基通過亞胺基（ NH）連接乙烯砜活性基。 乙烯砜基通常以穩(wěn)定的硫酸酯形式存在。在染色過程中遇堿發(fā)生

29、消除反應，生成活潑的乙烯砜基，然后再和纖維素發(fā)生親和加成反應。它和纖維素及水的反應可表示為：OODOH -CH 2OSO 2NaSCH 2CH 2OSO 2NaDSCHOOOODOH -SCH -SCHCH 2DCH 2OHH +OOH +CellO -OODSCH -CH 2OCellDSCH 2CH 2OHOOODSCH 2 CH 2OCellO一氯均三嗪活性基發(fā)生親核取代反應：ClOCellN-CellO-NOCellNDNHND NHNDNHN+-ClNNNCl-ClOHN-NOHNDNHOHNDNHNDNHN+-ClNNN氯原子被纖維素陰離子取代是染料的固色反應；被羥基取代是染料的水

30、解反應 5 ?；钚匀玖仙先緛喡椋税l(fā)生吸附和擴散外，還同時和亞麻纖維、12齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙水反應，纖維素和水都是作為親核試劑參加反應的。亞麻纖維是一種多糖化合物，分子鏈主要由葡萄糖?；M成，親核反應性比水強，在堿性介質(zhì)中主要是羥基和纖維素陰離子和染料發(fā)生反應，纖維素陰離子和染料的親核反應比前者強。本實驗采用浸染, 染色過程一般分為兩個階段：第一階段，染料盡可能均勻地上染到纖維上；第二階段，當染料上染到接近于平衡時加入堿劑，提高染液 pH，加快染料與纖維的反應 5 ?；钚匀玖显谌旧^程中受堿劑、 鹽的用量、染料濃度和溫度因素的影響較大，對接枝改性后的亞麻纖維主要考察以上因素。

31、該染料分子具有兩個活性基，由于空間阻礙等因素，兩個活性基全部參加反應，與纖維形成共價結(jié)合將受到一定的限制，只有部分染料可能發(fā)生，較多的情況是一個活性基（主要是乙烯砜基）與纖維形成共價結(jié)合，另一個活性基發(fā)生了水解。由于有兩個活性基與纖維反應，反應形成共價結(jié)合的機率較高，并且一氯均三嗪和乙烯砜基兩個活性基的同時存在，可以產(chǎn)生性能上的互補。因此，固色率較單活性基的高。影響活性染料與纖維素反應因素，除了染料活性基的結(jié)構(gòu)外，還包括染料的直接性能、擴散性能以及染液的 PH 值、溫度、電解質(zhì)、助劑和浴比等因素 5 ?；钚匀玖系闹苯有院蛿U散性能主要取決于染料母體結(jié)構(gòu)， 也和染料結(jié)構(gòu)中的活性基、連接基有關(guān)?；钚?/p>

32、基越大，特別是鹵代雜環(huán)活性基對直接性有一定的提高，活性染料的直接性越高，染料上染量也越多，也就越有利于染料和纖維的反應，但染料的直接性越高，勻染性就越差，產(chǎn)生的水解染料也不易洗除，所以直接性不宜太高。PH 值對染料和纖維反應的影響非常大，當PH 值約大于 10.5 后染料對纖維的直接性急劇下降。染料直接性降低的主要原因是PH 增高后纖維素電離程度增加，纖維素羥基離解的數(shù)量增多，對染料陰離子斥力增加，提高染料 PH 值固然可以提高染料和纖維素的反應速率，但水解速度增加的更快。 由此可以看出， 活性染料的同色應在堿性溶液中進行，堿性不應太強，否則水解染料增多，而且反應太快還容易引起染色不勻和不透。

33、溫度也是影響反應的一個重要因素。提高溫度會使染料的水解以及13齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙染料和纖維的反應速率都提高，但是對染料的水解速率的影響比染料和纖維的反應速率更為顯著。鹽的作用是影響反應的另一個因素。加入鹽可提高染料的直接性，纖維素纖維在堿性溶液中帶有較多的負電荷，鹽的加入，促使染料上染顯著，染料的直接性和固色率隨著溶液濃度增加而不斷增加。活性染料和纖維素離子都帶有負電荷，因此增加鹽的濃度，纖維表面的負電荷被屏蔽，促使染料上染。當鹽的濃度過高時，染料在染液中發(fā)生聚集或沉淀，對固色反應不利?；钚匀玖蠈w維素纖維染色時，應在接近中性上染，堿性條件下固色，這樣不但可獲得高的固色率，而且

34、有良好的可染透染效果。14齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙第 4 章 結(jié)果與討論4.1 陽離子改性后的亞麻織物的染色性能的變化4.1.1固色溫度對染色性能的影響控制 NaCl：40g/L， Na2CO3：20g/L，染料量： 2%（o.w.f）工藝條件不變，采用由探索實驗得出的染色工藝進行染色，但固色溫度不同。表 4-1接枝與未接枝樣品的 K/S 值的比較固色溫度（）K/S 值增加百分率接枝未接枝/（%）505.45205.0398.20605.79305.53564.65706.10805.66386.17806.01325.439610.54904.94174.355213.47由表 4

35、-1 可知，在相同溫度下，接枝亞麻的 K/S 值明顯高于未接枝亞麻的 K/S 值。其中， 50時， K/S 值提高 8.20%；60時， K/S 值提高 4.65%；70時， K/S 值提高 6.17%；80時， K/S 值提高 10.54%；90時，K/S 值提高 13.47%，并且在 70時，接枝的樣品的 K/S 值得到最大值。而當溫度高于 70時， K/S 沒有明顯的提高、反而有所下降。這些現(xiàn)象的原因可解釋為：溫度較低時，染料在溶液中容易聚集。已經(jīng)知道只有單分子染料才能吸附和擴散進入纖維，聚集必然會降低染料與纖維的親和力；其次，可能是低溫不能使陽離子改性劑達到與織物接枝的活化能；溫度很高

36、時，水解染料的速度大于染料和纖維的反應速率；其次，陽離子改性劑在高溫時分解或結(jié)構(gòu)被破壞?；钚渣S 3RS是一種一氯均三嗪乙烯砜雙活性基染料，與纖維素纖15齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙維反應活性高，一般適宜于 60染色。從圖 4-1 中可知，未接枝亞麻織物的 K/S 曲線 : 高溫較低溫時時的 K/S 值低在 70時未接枝亞麻的 K/S值達到峰值。染料在低溫時上染速度較慢，加堿后，染液的pH值增高，染料與纖維的反應速度提高較快; 溫度較高時，染料的上染速度較快，不過染料的直接性降低，加堿后上染速度提升不多。接枝亞麻的K/S 值曲線的趨勢與未接枝亞麻織物的類同，但接枝亞麻的顏色強度明顯高于未接

37、枝亞麻的顏色強度。6.36.05.75.4S/K 5.14.84.54.2接枝未接枝50556065707580859095溫度()圖4-1 溫度對 K/S 的影響比較 50時的接枝織物 70時的 K/S值提高較大，由于染料擴散速率是隨溫度而改變的，低溫時染料擴散速度較低，染料與纖維、接枝液的的反應速度都較低，加堿后促使了亞麻纖維素羥基的離子化，同時接枝后，為亞麻纖維提供了更多的染座，加快染料的上染 ; 當溫度較高時，染料擴散速度較快，固色時在纖維上固著的染料量減少，故改性后接枝亞麻 K/S值比同溫度條件下未接枝織物都有所提高，50時提高 8.20%,16齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙60

38、時提高 4.65%, 70 時提高 6.17%， 80時提高 10.54%，90時提高13.47%。在纖維里，阻礙更多，只有那些具有足以克服這種能阻的分子才能從一處向另一處擴散，因此擴散就更為緩慢了，這種具有足以克服擴散能阻的活化分子的數(shù)量隨著溫度的升高而增加，因此，溫度升高有利于染料的擴散和上染，但當溫度升高到一定程度后染料水解程度增加，使上染率下降 ; 而改性后織物與染料的反應性增加，即使在低溫時染料對纖維的上染提高程度也很明顯。因此為避免溫度升高后對接枝物上染率的影響，故將染色溫度控制在60-70 較為理想。因此， DMA-AC 接枝改性的亞麻織物固色溫度選擇在 60-70時為最佳。4.

39、1.2鹽對染色性能的影響改性前后亞麻織物用活性黃3RS 染色，染色工藝按探索實驗得出的染色工藝進行，控制固色溫度：60， Na2CO3：20g/L ，染料量： 2%（對織物重）工藝條件不變，使 NaCL 的量發(fā)生變化：用量分別： 0g/L、10g/L、 20g/L、30g/L、 40g/L。表 4-2 NaCl 對 K/S 值的影響NaClK/S 值增加百分率(g/L)接枝未接枝/（%）05.10604.453814.83105.28604.796610.21205.93114.921917.89305.79305.031112.40405.52835.12204.51從表 4-2 可得在同樣

40、染色條件下，NaCl 用量為 30g/L 時，經(jīng)接枝樣品的 K/S 值為最大，與未接枝亞麻的用鹽量相比， 可節(jié)省一半的用鹽量。在同等鹽量的情況下，很明顯的經(jīng)接枝改性的樣品的K/S 值高于未接枝改性樣品的K/S 值，尤其是當加入大量的鹽（40 g/L ），未接枝亞麻的17齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙K/S 值有較大幅度的提高。在無鹽條件下，接枝亞麻的K/S 值高于用鹽量為 20g/L 和 30g/L 時的未接枝亞麻的 K/S 值，說明接枝后的亞麻織物可在低鹽，甚至在無鹽的條件下進行染色。未接枝的亞麻布用陰離子染料染色時，染料與纖維之間存在著較強的負電荷相斥作用，染料難以接近纖維表面，不利于

41、染色的進行，需要加入較多的電解質(zhì)進行電荷屏蔽來促染，以提高染料的上染率?；钚渣S 3RS 存在磺酸鈉基團，有助于活性染料在水溶液中溶解， 使活性染料能夠在水性介質(zhì)中染色， 另一方面：NA+ 會在纖維表面作擴散層分布，染料的色素陰離子在向纖維表面轉(zhuǎn)移的過程中，首先受到的是纖維表面對染料陰離子的排斥作用，只有那些具有足夠的染料陰離子才能克服庫侖斥力，進入范德華力起主要作用的范圍內(nèi)，才能使染料陰離子被纖維表面吸附，這樣染料的分子才能借助纖維與纖維表面的濃度差完成上染過程。鈉離子對纖維表面的負電荷起遮蔽作用，降低了染料陰離子向纖維表面轉(zhuǎn)移的能阻，因此，會有更多的染料分子被纖維表面吸附。6.2接枝6.0未

42、接枝5.85.6S5.4/K 5.25.04.84.64.44.2051015202530354045鹽的用量 (g/l)圖4-2鹽的用量對 K/S的影響18齊齊哈爾大學畢業(yè)論文(設計)專用紙從圖 4-2 中的曲線可知，在鹽的用量為 Og/L時，未接枝織物的 K/S 值很低，隨著鹽濃度的增加，第一階段的上染率逐步提高 ; 當鹽濃度分別為 0g/L 、10g/L 、 20g/L 、 30g/L 、40g/L 時，其 K/S分別增加 14.83%, 10.21 、17.89%、12.40%和4.51%。加堿后促染效果明顯，上染和固色同步進行。接枝織物由于接枝劑與染料有親合力，接枝亞麻織物的 K/S

43、值均高于未接枝改性亞麻織物。接枝亞麻織物在鹽用量是 0g/L 時的 K/S值與未接枝改性亞麻在用鹽量為 40g/L 時的 K/S值相接近?？梢?，也可以實現(xiàn)無鹽上染亞麻織物。 當用鹽量為 20g/L 時，K/S值達到最大， 得色最深。此后，用鹽量加大后，接枝亞麻的 K/S值呈下降趨勢。當鹽濃度過大會使染料發(fā)生凝聚，降低染料的利用率 ; 同時染液廢水中鹽份過高，會增加環(huán)保成本；此結(jié)果證明該陽離子接枝改性劑，增加了纖維表面正電荷。接枝亞麻得色量最深的鹽濃度適宜為20g/L 。染料負離子在水溶液中被水合化形成水合物及聚集成膠團結(jié)構(gòu)，使染料負離子的有效濃度下降，減緩了染料向纖維內(nèi)部擴散的速率，使染料難以向纖維內(nèi)部擴散?；钚匀玖显谌旧^程中存在著如下幾個平衡過程：染料的平衡過程： D SO3-Na+-3-+ Na+；纖維素纖D SO維的離解平衡： CellOH + OH -CellO- + H 2O；纖維素纖維的離解平衡： CellO-+ NaCellONa；鈉離子在纖維表面吸附平衡。NaCl的加入將顯著改善上述四個平衡過程，使平衡反應向著有利于陰離子染料上染纖維的方向移動。活性染料和纖維素離子都帶有負電荷，加入電解質(zhì)后，由于減弱了纖維表