学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

柠檬酸与纤维素反应程度的研究

作　者: 张维
导　师: 杜建功
学　校: 河北科技大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 柠檬酸纤维素抗皱整理化学改性交联程度多元醇
分类号: TS195.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 105次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

柠檬酸作为具有广阔发展前景的多元羧酸类无甲醛整理剂,其自身的优势十分明显,价廉、无毒性、不含甲醛,但整理后织物也存在着一些缺点,如泛黄、强力损失严重、回复角不高、耐洗牢度差等。本论文从柠檬酸的化学结构出发,寻求改善其抗皱整理效果的方法。按照多元酸先脱水形成环状酸酐然后交联成酯的机理,柠檬酸作为一个三元酸,只有一半的可能与纤维素交联,这就是其抗皱效果不如四元酸的原因。针对这一问题,我们应用两种手段改变柠檬酸单一的小分子化学结构,增加其与纤维素进行交联反应的基团,实质就是增加可形成环状酸酐的羧基数量,以提高酯化结合的程度,从而达到改善抗皱整理效果的目的。课题的研究内容主要有以下两个方面:首先,运用化学方法改变柠檬酸的三羧基结构,增加新的羧基,使其生成类似于BTCA具有四个羧基的化合物,这样就能够提高与纤维素上羟基的交联程度。这种方法是根据相关化学理论提出的一种探索性研究。其次,在柠檬酸里加入乙二醇和丙三醇,多元醇不再是作为简单的添加剂,而是使其先与柠檬酸进行一定程度的酯化反应,生成具有网状结构的大分子化合物,再配制成整理液对棉织物进行抗皱整理。多元醇的多个羟基可能和多元羧酸的羧基和纤维素大分子上的羟基发生反应,增加交联的平均长度和支化度,从而提高交联网络的弹性,使整理品在使用中能够均匀的承担外力,从而提高织物的强力和柔韧性,而在纤维无定型区引入一定数量的羟基,增加了氢键数量,以弥补因酯化而失去的氢键,从而增加了分子间的作用力。另外,通过柠檬酸与乙二醇的酯化有可能使柠檬酸的羟基发生醚化,从而降低织物的泛黄。通过实验得出如下结论:(1)运用化学改性的方法增加柠檬酸与纤维素的交联程度,效果一般,需在氧化剂的选择以及工艺条件控制上进一步研究;(2)乙二醇与柠檬酸酯化交联的最佳工艺条件为:摩尔比为1∶2,反应时间0.5h;(3)丙三醇与柠檬酸酯化交联的最佳工艺条件为:摩尔比为1∶3,反应时间1h;(4)在柠檬酸抗皱整理中,加入的多元醇的羟基数量越多,抗皱整理效果越好;(5)催化剂次磷酸钠在反应中不仅起催化作用而且参与了反应。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-22
  1.1 引言  11
  1.2 棉纤维的结构及折皱形成机理  11-12
  1.3 织物抗皱机理  12-13
  1.4 抗皱整理的发展及无甲醛整理剂的出现  13-16
    1.4.1 抗皱整理的发展阶段  13-14
    1.4.2 无甲醛整理剂的研究概况  14-16
  1.5 多元羧酸类无甲醛整理剂的研究概况  16-19
    1.5.1 多元羧酸与纤维素的交联机理  16-18
    1.5.2 多元羧酸的种类及选择  18-19
  1.6 柠檬酸抗皱机理及存在问题  19-20
  1.7 目前改善柠檬酸抗皱效果的方法  20-21
  1.8 本课题的研究目标和主要内容  21-22
    1.8.1 课题研究目标  21
    1.8.2 课题主要内容  21-22
第2章整理后织物的性能变化  22-34
  2.1 强力变化  22-28
    2.1.1 影响织物强力的因素  22-23
    2.1.2 交联引起的强力变化  23-24
    2.1.3 酸性水解引起的强力变化  24-26
    2.1.4 两种强力的区分  26-28
  2.2 织物泛黄现象  28
  2.3 耐洗牢度的变化  28-29
  2.4 其他性能的变化  29-32
    2.4.1 吸湿性的变化  29-30
    2.4.2 沾污性的变化  30-32
    2.4.3 对染色性能的影响  32
  2.5 本章小结  32-34
第3章整理工艺与织物结构对整理效果的影响  34-40
  3.1 整理工艺对抗皱效果的影响  34-37
    3.1.1 柠檬酸浓度  34
    3.1.2 焙烘温度和时间  34-35
    3.1.3 催化剂  35
    3.1.4 添加剂  35-36
    3.1.5 润湿剂  36
    3.1.6 工艺操作  36-37
  3.2 织物结构对抗皱效果的影响  37-38
    3.2.1 纱线捻度  37
    3.2.2 纱线细度  37-38
    3.2.3 织物紧度  38
    3.2.4 织物组织  38
    3.2.5 抗皱整理对织物坯布的要求  38
  3.3 本章小结  38-40
第4章实验部分  40-44
  4.1 织物  40
  4.2 主要化学品  40
  4.3 实验设备  40
  4.4 其他仪器  40
  4.5 织物整理工艺  40-41
  4.6 实验流程  41-42
  4.7 柠檬酸改性的方法  42
  4.8 测试内容及方法  42-44
    4.8.1 织物白度  42
    4.8.2 折皱回复角  42-43
    4.8.3 断裂强力  43-44
第5章实验结果与分析讨论  44-73
  5.1 整理工艺的确定  44-47
    5.1.1 初选工艺条件  44
    5.1.2 浸轧温度的确定  44-45
    5.1.3 焙烘温度的确定  45-47
    5.1.4 选定整理工艺  47
  5.2 柠檬酸化学改性  47-49
    5.2.1 合成的理论基础  47-48
    5.2.2 合成实验步骤  48
    5.2.3 整理检验与结果分析  48-49
  5.3 柠檬酸与乙二醇最佳合成工艺的确定  49-57
    5.3.1 实验方案  51-52
    5.3.2 确定乙二醇与柠檬酸摩尔比为 1 ∶ 3的最佳合成时间  52-53
    5.3.3 确定乙二醇与柠檬酸摩尔比为1∶2 的最佳合成时间  53-54
    5.3.4 确定乙二醇与柠檬酸摩尔比为1∶1 的最佳合成时间  54-56
    5.3.5 比较三个摩尔比最佳配方的整理效果  56-57
  5.4 柠檬酸与丙三醇最佳合成工艺的确定  57-64
    5.4.1 可进行织物整理的合成工艺的确定  58-60
    5.4.2 确定丙三醇与柠檬酸摩尔比为 1 ∶ 1的最佳合成时间  60
    5.4.3 确定丙三醇与柠檬酸摩尔比为1∶2 的最佳合成时间  60-61
    5.4.4 确定丙三醇与柠檬酸摩尔比为1∶3 的最佳合成时间  61-62
    5.4.5 比较三个摩尔比最佳配方的整理效果  62-64
  5.5 两种多元醇最佳工艺整理效果的比较  64-66
  5.6 对工作液中催化剂所起作用的一些探讨  66-72
    5.6.1 催化机理  66-68
    5.6.2 催化剂对织物白度的影响  68
    5.6.3 实验目的  68
    5.6.4 实验方案  68
    5.6.5 实验内容  68-71
    5.6.6 实验结果与分析  71-72
  5.7 本章小结  72-73
结论  73-75
参考文献  75-79
攻读硕士学位期间发表的论文  79-80
致谢  80

柠檬酸与纤维素反应程度的研究

内容摘要

全文目录

相似论文