陽離子改性劑在棉纖維上改性

陽離子改性劑在棉織物上的應(yīng)用1編輯ppt目錄第一節(jié)棉織物介紹第二節(jié)染色原理第三節(jié)陽離子改性劑分類第四節(jié)棉織物改性工藝第五節(jié)棉織物改性實(shí)例2編輯ppt一、棉織物介紹

棉織物又稱棉布，是以棉紗為原料織造的織物。主要成分為纖維素。纖維素結(jié)構(gòu)式棉花棉紗3編輯ppt一、棉織物介紹棉織物服用性能優(yōu)點(diǎn)：吸濕性和透氣性保暖性好手感細(xì)膩，光澤柔和染色性好，色澤鮮艷4編輯ppt一、棉織物介紹平紋布緞紋布按織物組織分：斜紋布5編輯ppt一、棉織物介紹漂白棉布印花棉布按印染整理加工分：染色棉布6編輯ppt一、棉織物介紹平布府綢棉織物常用品種：7編輯ppt一、棉織物介紹麻紗斜紋布棉織物常用品種：8編輯ppt一、棉織物介紹卡其嗶嘰棉織物常用品種：9編輯ppt一、棉織物介紹華達(dá)呢橫貢緞燈芯絨絨布棉織物常用品種：10編輯ppt二、染色原理為什么要改性？如何改性？11編輯ppt二、染色原理纖維在染液中帶電的情況纖維與染液接觸時(shí)，在纖維外表通常會(huì)帶有一定量的電荷。在中性或堿性條件下，纖維外表一般帶負(fù)電荷。原因：纖維中羧基、磺酸基等或纖維氧化生成的羧基發(fā)生電離纖維在染液中吸附帶負(fù)電的粒子，如：OH-纖維的介電常數(shù)<染液的介電常數(shù)12編輯ppt二、染色原理染料在水溶液中會(huì)發(fā)生電離，從而使染料母體帶上電荷陰離子型染料電離后，母體帶上負(fù)電荷直接染料、活性染料、酸性染料、可溶性復(fù)原染料屬于此類D上的陰離子基團(tuán)通常為磺酸基〔—SO3-〕、硫酸酯基〔—OSO3-〕、羧基〔—COO-〕等13編輯ppt二、染色原理

纖維素纖維在水溶液中一般帶負(fù)電荷,而大多數(shù)用于染纖維素纖維的染料(如活性染料、直接染料、復(fù)原染料隱色體等)在染浴中也帶負(fù)電荷。在染色時(shí)就會(huì)存在一個(gè)問題:由于染料與纖維之間的靜電斥力,染料的上染受到阻礙以致上染率降低。傳統(tǒng)解決這個(gè)問題的方法是在染浴中添加大量的中性電解質(zhì)以提高上染率,但是這樣又給環(huán)境帶來更大壓力。14編輯ppt二、染色原理染料在織物上上染率較低解決方法染料分子結(jié)構(gòu)考慮纖維素纖維本身考慮15編輯ppt

三、陽離子改性劑分類纖維素對陽離子改性劑的要求：1.纖維改性需簡便、快速、有效；2.改性工藝中不能造成有毒、有害物質(zhì)在纖維上殘留；3.纖維素的陽離子化不能明顯影響染色品的色澤、強(qiáng)度和手感等性能。16編輯ppt

三、陽離子改性劑分類目前，常用方法是對纖維素纖維進(jìn)行陽離子改性，即通過與纖維上的羥基發(fā)生化學(xué)反響形成共價(jià)結(jié)合使纖維帶上正電荷，或者通過物理吸附的方式使纖維呈正電性，從而促進(jìn)帶負(fù)電荷的染料分子上染到纖維上。提高染料在織物上上染率優(yōu)點(diǎn)減少了染色廢水的產(chǎn)生17編輯ppt

陽離子改性劑，根據(jù)分子大小可分為小分子類和高分子類。小分子類環(huán)氧類陽離子化合物氮雜環(huán)陽離子化合物氯代均三嗪類化合物丙烯酰胺類季銨鹽高分子類陽離子聚丙烯酰胺類樹枝狀大分子陽離子淀粉殼聚糖季銨鹽聚環(huán)氧氯丙烷胺化物

三、陽離子改性劑分類18編輯ppt

小分子類陽離子改性劑：小分子類陽離子改性劑由于分子量小，很易進(jìn)入纖維內(nèi)部，能夠?qū)w維外表和內(nèi)部進(jìn)行均勻改性，因此經(jīng)其改性后的纖維勻染性和透染性均較好，但這類改性劑熱穩(wěn)定性差，容易水解，用量大，有效利用率低。關(guān)于小分子類陽離子改性劑的研究較多，應(yīng)用領(lǐng)域也較寬泛，除用于纖維改性外，還在淀粉改性、抗菌等方面有廣泛的應(yīng)用

三、陽離子改性劑分類19編輯ppt環(huán)氧類陽離子化合物研究比較多的小分子類陽離子改性劑是含有叔胺或季銨鹽的環(huán)氧類化合物。

因?yàn)楦男岳w維帶上正電荷，與染浴中帶負(fù)電荷的染料之間存在較強(qiáng)的相互吸引作用，從而會(huì)促進(jìn)染料分子上染到纖維上并向其內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)散。缺點(diǎn)：環(huán)氧基反響性強(qiáng)，容易開環(huán)，穩(wěn)定性差。

三、陽離子改性劑分類20編輯ppt環(huán)氧類陽離子化合物

通過延長與季銨鹽中心氮原子相連的烷基鏈長，可以提高這類陽離子改性劑的熱穩(wěn)定性，但是與高分子類陽離子改性劑相比，其用量較大，有效利用率仍然較低。

它的表氯醇母體3-氯-2-羥基丙基三甲基氯化銨來代替2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨作為陽離子改性劑對纖維素纖維進(jìn)行改性。

三、陽離子改性劑分類21編輯ppt氮雜環(huán)陽離子化合物氮雜環(huán)陽離子化合物如N,N-二甲基-3-羥基氮雜環(huán)丁烷鎓氯化物〔DMAC〕改性劑可對纖維素進(jìn)行改性。

因?yàn)镈MAC側(cè)鏈上的仲羥基，可以在比纖維上的羥基低的多的PH條件下進(jìn)行離子化。

三、陽離子改性劑分類22編輯ppt氮雜環(huán)陽離子化合物

所以在中性條件下它很容易與染料形成共價(jià)鍵。雖然采用DMAC這類改性劑對纖維進(jìn)行改性后染色，可以獲得較高的上染率和優(yōu)異的染色性能

缺點(diǎn)：用量大，前處理費(fèi)用高，高溫條件下破壞纖維的物理結(jié)構(gòu)和力學(xué)強(qiáng)度。

三、陽離子改性劑分類23編輯ppt氯代均三嗪類化合物氯代均三嗪類小分子改性劑，根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)中含有的活性基團(tuán)數(shù)目，可分為單活性氯代均三嗪類改性劑和雙活性氯代均三嗪類改性劑。單活性氯代均三嗪化合物與纖維素纖維反響如下。

三、陽離子改性劑分類24編輯ppt

三、陽離子改性劑分類丙烯酰胺類季銨鹽纖維素纖維上的羥基發(fā)生離解成為活潑的親核試劑，能與丙烯酰胺類季銨鹽中的碳碳雙鍵發(fā)生親核加成反響，所以丙烯酰胺類季銨鹽也可以用作纖維素纖維的改性劑。利用3-丙烯酰胺-2-羥丙基三甲基氯化銨就是其中一例。

改性處理的纖維，可用染料進(jìn)行中性無鹽染色25編輯ppt

高分子類陽離子改性劑高分子類陽離子改性劑，直接性好，用量少，熱穩(wěn)定性好，不易水解，利用效率高等性能的優(yōu)點(diǎn)，近年來受到了人們越來越多的關(guān)注。高分子類陽離子改性劑既可以通過化學(xué)反響與纖維結(jié)合，又可以通過物理作用吸附在纖維上，因此可以分為吸附型高分子改性劑和反響型高分子改性劑。

三、陽離子改性劑分類26編輯ppt

三、陽離子改性劑分類陽離子聚丙烯酰胺類

陽離子聚丙烯酰胺類改性劑，是一類水溶性好、生產(chǎn)工藝簡單、分子量低的季銨型陽離子高分子改性劑。

缺點(diǎn)，色牢度較低，因?yàn)楦男院竺蘅椢锷蠋в休^多的正電荷與染料陰離子存在吸引，水解染料很難從纖維素洗掉。27編輯ppt樹枝狀大分子

獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)，在酸性條件下，樹枝狀大分子聚丙烯酰胺分子中的端氨基會(huì)發(fā)生質(zhì)子化帶上正電荷，從而增大了與棉纖維之間的親和力，有利于染料分子吸附在纖維上。

缺點(diǎn)，色牢度較低，因?yàn)楦男院竺蘅椢锷蠋в休^多的正電荷與染料陰離子存在吸引，水解染料很難從纖維素洗掉。

三、陽離子改性劑分類28編輯ppt樹枝狀大分子

該方法雖然能提高其上染率但是在強(qiáng)氧化的作用下導(dǎo)致棉纖維強(qiáng)度下降。

利用高碘酸的強(qiáng)氧化作用對棉纖維進(jìn)行預(yù)處理，然后再用樹枝狀大分子對經(jīng)過預(yù)處理的棉纖維進(jìn)行改性處理，即可實(shí)現(xiàn)對棉纖維的陽離子改性。

三、陽離子改性劑分類29編輯ppt陽離子淀粉

改性后的淀粉陽離子度太低，纖維與染料負(fù)離子之間的靜電排斥作用，上染率較低。陽離子淀粉是指經(jīng)過陽離子改性的淀粉，即淀粉大分子中的活性基團(tuán)與各類陽離子化試劑在一定條件下反響制得，其中最常見的是季銨型陽離子淀粉。

三、陽離子改性劑分類30編輯ppt殼聚糖季銨鹽

該方法雖然能提高其上染率但是相較其他改性劑而言上染率偏低。

殼聚糖與2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化制得殼聚糖季銨鹽用于棉織物的改性。

三、陽離子改性劑分類31編輯ppt聚環(huán)氧氯丙烷胺化物

該方法雖然上染率較高，但是纖維染色不均勻。聚環(huán)氧氯丙烷胺化物是一類比較典型的反響型高分子改性劑，這類化合物的結(jié)構(gòu)中具有或者在一定條件下能形成與纖維上的羥基反響的活性基。

三、陽離子改性劑分類32編輯ppt四、棉織物改性工藝

根據(jù)棉產(chǎn)品的不同形態(tài)(如散纖維、紗線、針織物、機(jī)織物等)和陽離子改性劑的不同類型，可采用不同的陽離子化改性工藝。軋堆法浸漬法軋焙法33編輯ppt四、棉織物改性工藝1、軋堆法主要適用于棉機(jī)織物、針織物等。典型軋堆法工藝：配制一定克升的改性劑溶液，為防止改性劑水解，使用前參加一定克升的燒堿?？椢锝埜男砸汉?軋余率80％～100％)包裹于塑料薄膜中，并在室溫下旋轉(zhuǎn)堆置18h～24h，用40℃～50℃溫水清洗，用稀釋的鹽酸溶液中和，再用自來水清洗，直至織物呈中性，離心甩干并晾干。該方法在室溫下進(jìn)行，廢液量較少。但室溫堆置時(shí)間長，比較耗時(shí)，不利于連續(xù)化生產(chǎn)。軋車34編輯ppt四、棉織物改性工藝2、浸漬法該法適用于棉紗線、機(jī)織物、針織物等?？椢锝n于含有改性劑和堿劑的溶液中，保持良好攪動(dòng)，使織物與液體充分接觸均勻。改性條件：改性劑濃度5％～20％，參加棉制品浸漬一段時(shí)間，浴比l:8～1:10，再按計(jì)算量參加堿劑。改性溫度60℃～90℃，改性20min～40min后水洗，中和，水洗，烘干。浸漬法生產(chǎn)效率高。但對于一些小分子陽離子改性劑，因與織物缺乏親和力，改性劑利用率較低。改性劑在堿性液中易發(fā)生水解反響，導(dǎo)致原料浪費(fèi)和環(huán)境污染。而分子量較大的雙活性陽離子改性劑在用浸漬法時(shí)具有優(yōu)勢。35編輯ppt四、棉織物改性工藝3、軋焙法該工藝適用于棉機(jī)織物?？椢锒埥?jīng)過一定克升的改性劑溶液(使用前參加計(jì)量的堿劑)，帶液率90％～100％，70℃～80℃預(yù)烘，140℃～150℃焙烘5min。再水洗，中和，水洗，烘干。軋焙工藝生產(chǎn)效率高，適于工業(yè)化批量產(chǎn)。但軋焙工藝可能導(dǎo)致改性劑泳移，造成永久性染色不勻。軋車焙烘箱36編輯ppt四、棉織物改性工藝如何評價(jià)改性效果？1.織物改性前后染料上染率；2.織物改性前后染料均勻度；3.織物改性前后染料的上染速率；4.織物改性前后染料固色牢度。

固色牢度主要包括：耐洗牢度、耐摩擦牢度、耐日曬牢度、耐汗?jié)n牢度、耐熨燙牢度等37編輯ppt五、棉織物改性實(shí)例

朱丹丹等人以棉織物接枝改性殼聚糖后，用紫甘薯色素染色。并通過紅外光譜和掃描電鏡表征。改性劑濃度4％，平平加O濃度0.6-1％，氫氧化鈉0.5-lg/L，浴比1:30,優(yōu)化的改性工藝為：常溫升溫至70℃，保溫30分鐘，加氫氧化鈉，反響20分鐘，取出水洗。優(yōu)化的改性配方為:38編輯ppt五、棉織物改性實(shí)例

紫甘薯色素是從紫甘薯的根塊中提取的其結(jié)構(gòu)式如圖：39編輯ppt五、棉織物改性實(shí)例1、改性液中殼聚糖質(zhì)量濃度對改性棉織物紫甘薯色素染色的影響當(dāng)殼聚糖質(zhì)量濃度低于15g/L，紫甘薯色素染色棉織物的色差逐漸增大。改性后棉織物上的陽離子基團(tuán)數(shù)量增加，對陰離子染料的親和性提高。當(dāng)殼聚糖的質(zhì)量濃度高于15g/L時(shí)，紫甘薯色素染色棉織物的色差有下降趨勢。這主要是因?yàn)檫^多的殼聚糖吸附在棉織物外表，在染色過程中，未反響的殼聚糖容易從棉織物上解吸下來，并吸附局部染料，導(dǎo)致棉織物得色量降低。40編輯ppt五、棉織物改性實(shí)例

2、改性液中檸檬酸質(zhì)量濃度對改性棉織物紫甘薯色素染色的影響：當(dāng)檸檬酸質(zhì)量濃度低于100g/L時(shí)，隨著檸檬酸質(zhì)量濃度增加，紫甘薯色素染色棉織物的色差逐漸增大，這是因?yàn)檫^低的檸檬酸質(zhì)量濃度不利于殼聚糖充分溶解，影響后續(xù)的接枝反響。當(dāng)檸檬酸質(zhì)量濃度到達(dá)100g/L時(shí)，紫甘薯色素，素染色棉織物的色差到達(dá)最大。此后隨著檸檬酸質(zhì)量濃度增加，紫甘薯色素染色棉織物的色差有下降趨勢，而且，過高的檸檬酸質(zhì)量濃度也會(huì)使棉織物泛黃。因此，較佳的檸檬酸質(zhì)量濃度是100g/L。41編輯ppt五、棉織物改性實(shí)例3、焙烘溫度對棉織物紫甘薯色素染色的影響

隨著焙烘溫度的升高，紫甘薯色素染色棉織物的色差先增大后減少，但影響不是很大，且較高的焙烘溫度會(huì)降低織物的白度，影響手感。因此，較適宜的焙烘溫度是140℃。42編輯ppt五、棉織物改性實(shí)例4、軋余率對改性棉織物紫甘薯色素染色的影響隨著軋余率的增加，紫甘薯色素染色棉織物的色差先增大后減少，在軋余率為100%時(shí)到達(dá)最大。這是因?yàn)檐堄嗦瘦^低時(shí)，棉織物焙烘后容易泛黃，而棉織物含水量較高時(shí)，織物不易烘干，且會(huì)造成改性不勻，進(jìn)而導(dǎo)致染色不勻。因此，軋余率選100%。43編輯ppt棉織物經(jīng)殼聚糖改性前后的紅外光譜在未改性棉織物中，1160.1、1108.2、1053、1028.7cm-1處是棉纖維的特征吸收峰；經(jīng)殼聚糖改性處理后，棉纖維的特征吸收峰位置未發(fā)生明顯偏移，在17