二氧化硫脲的超分子結(jié)構(gòu)和分解還原特性及其在滌綸織物無甲醛拔染印花中的應(yīng)用

二氧化硫脲超分子結(jié)構(gòu)分解還原特及其在滌織物無甲醛拔染印花的應(yīng)用拔染印花的產(chǎn)品地色豐滿,圖案花紋精細(xì),輪廓清晰,并能通過控制不同程度的拔染和拔白效果開發(fā)特殊風(fēng)格的印花產(chǎn)品。然而傳統(tǒng)的甲醛合次硫酸鹽類拔染劑和錫類拔染劑在生產(chǎn)和使用過程中存在游離甲醛和重金屬等環(huán)保問題以及穩(wěn)定性差和應(yīng)用煩復(fù)等諸多問題氧化硫脲具有優(yōu)良的環(huán)保性和很強的還原性,使其具有潛在的可能性成為環(huán)保型高效拔染劑。然而,二氧化硫脲在水溶液中的低溶解性和拔染效果的不穩(wěn)定性在很大程度上限制了其在拔染印花中的應(yīng)用。對于滌綸織物的拔染印花由于滌綸纖維的結(jié)構(gòu)緊密和吸濕性差等特點,更是增加了二氧化硫脲在滌綸織物拔染印花中的應(yīng)用難度。因而,研究二氧化硫脲在水溶液中的存在形式和超分子結(jié)構(gòu)、分解還原機理及其在滌綸織物無甲醛拔染印花中的應(yīng)用特性具有重要的理論研究價值和廣闊的實際應(yīng)用前景。本課題從二氧化硫脲在水溶液中的超分子結(jié)構(gòu)氧化硫脲的分解歷程和還原機理二氧化硫脲受限于滌綸織物拔染印花的關(guān)鍵因素基于二氧化硫脲的無甲醛拔染劑的制備和應(yīng)用等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究取得了一定的理論研究和應(yīng)用技術(shù)成果。本課題的主要研究結(jié)果如下:1.運用密度泛函理論B3LYP/cc-PVDZ計算紫外吸收光譜拉曼光譜和液相飛行時間質(zhì)譜對二氧化硫脲在水溶液中的存在形式和超分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較為系統(tǒng)和深入的研究結(jié)果表明:表明二氧化硫脲在水溶液中是以II構(gòu)型自聚形成不同分子量的聚集體及其加和[HCSO]⁺離子和[H₂NCNH]⁺子形成的加和物等形式存在,其中以II₂構(gòu)型形成的聚集體或加和物最多2.電極

電位分析研究表明:二氧化硫脲的電極電勢隨溫度變化存在明顯的突變點,在溫度為55℃時,其電極電位迅速降低;當(dāng)溫度升高到℃,其電位值降至0.62V,表明其具有很強的還原能力。高效液相色譜分析研究表明:二氧化硫脲的分解速率隨溫度升高而加快,在50℃、70℃、90℃和100℃時的分解速率依次為×10^-55s^-1、1.35×10^-44s^-1、8.2710^-44s^-1和4.6810^-33s^-1用液相飛行時間質(zhì)譜和拉曼光譜對二氧化硫脲在不同溫度下的分解狀況進(jìn)行研究,結(jié)果表明其分解歷程為二氧化硫脲在55℃開始分解,生成尿素和次硫酸,次硫酸生成S₂O₄^2-,而生成SO₄^2-和SO₃^2-,尿素在80℃下會繼續(xù)分解形成CO₂NH₃?；谌玖?、纖維和拔染劑三方面的結(jié)構(gòu)、性能和相互作用的相關(guān)性研究提出了關(guān)于制約二氧化硫脲應(yīng)用于滌綸織物拔染印花關(guān)鍵問題的新觀點二氧化硫脲在結(jié)構(gòu)緊密的滌綸纖維中的擴散程度與其分解還原性能的不同步性是制約二氧化硫脲有效應(yīng)用于滌綸織物拔染印花的關(guān)鍵因素,添加具有膨化纖維和增溶染料功能的環(huán)保型拔染促進(jìn)劑B（Ar₁-（CH₂_n-COO-（CH₂）_m-Ar₂可有效提高滌綸的拔白效果。對于同類偶氮結(jié)構(gòu)分散染料而言染料與滌綸纖維之間的溶解度參數(shù)差|δ-δ_滌|大,染料擴散固著到纖維上的層次相對較淺且與纖維的結(jié)合力相對較小,在拔染過程中易被二氧化硫脲還原消色因而可以運用溶解度

參數(shù)理論預(yù)測并優(yōu)選偶氮型可拔分散染料基于對二氧化硫脲結(jié)構(gòu)和性能的理論研究,設(shè)計和制備了以二氧化硫脲為主體、拔染促進(jìn)劑為輔助的膏狀無甲醛滌綸拔染劑TN該膏狀拔染劑中的二氧化硫脲組分因研磨改性而顯著減小了粒徑,而其中的油性拔染促進(jìn)劑B組分則與適量的水和乳化劑共同構(gòu)建了油包水型乳化體系,起到了隔絕空氣的氧化作用和隔離二氧化硫脲粒子的聚集作用保證了二氧化硫脲的分散穩(wěn)定性和后續(xù)的還原拔白穩(wěn)定性。無甲醛拔染劑的優(yōu)化應(yīng)用工藝為:拔白漿或拔染漿中的拔染劑用量為10-12%,拔白汽蒸溫度和時間為102℃,15min。應(yīng)用無甲醛拔染劑TN達(dá)到和接近常規(guī)拔染劑H在滌綸織物上的拔白效果。通過理論預(yù)測和實際試驗研究開發(fā)了與無甲醛滌綸拔染劑TN相適應(yīng)的成套地色和花色分散染料