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异双活性基(MCT/VS)活性染料真丝绸冷轧堆染色机理和固色碱的研究

作　者: 姜建堂
导　师: 沈一峰
学　校: 浙江理工大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 冷轧堆染色真丝绸异双活性基(MCT/VS)活性染料水解反应亲核反应比色法高效液相色谱法固色碱
分类号: TS193.632
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

真丝绸冷轧堆染色是实现少水节能染色的关键技术之一。课题组前期通过对真丝绸冷轧堆染色工艺的研究和对冷轧堆染色设备的改造,使真丝绸冷轧堆染色实现了产业化。冷轧堆染色过程中染料与碱剂同浴,活性染料在使用过程中不可避免的要发生水解,且真丝绸与活性染料反应的基团多,固着率稳定性存在一定的问题;同时真丝绸冷轧堆染色常用的固色碱中含有大量的硅酸钠,虽然硅酸钠具有很好的缓冲能力,染料固色率高,但硅酸钠具有粘附性,会影响织物手感和对设备沾污。因此本论文对活性染料在冷轧堆染色条件下的水解性能及与丝素亲核基团的反应性能进行了研究,为真丝绸冷轧堆染色工艺提供理论指导;同时研究开发新型的真丝绸冷轧堆固色碱,对提高真丝绸的品质具有一定的意义。本文以真丝绸冷轧堆染色中常用的异双活性基(含一氯三嗪基和硫酸酯乙基砜)活性染料(C.I.活性蓝222)为研究对象,采用高效液相色谱法和比色法对其在室温(20℃～40℃)不同pH值下的水解性能进行了研究。研究结果表明:室温碱性溶液中,硫酸酯乙基砜首先发生消除反应生成乙烯砜基,然后乙烯砜基和一氯三嗪基各自发生水解反应;但二者的水解反应是不均衡的,乙烯砜基优先水解,温度升高或者碱性增大时一氯三嗪基再发生水解,随着时间的延长生成乙烯砜基和一氯三嗪基均水解的水解染料。通过模拟反应法研究了蚕丝丝素上的主要亲核基团与C.I.活性蓝222在真丝绸冷轧堆堆置温度(30℃)不同pH值下的反应性能,选用异丙胺、对甲酚和甲醇分别模拟蚕丝丝素上与其结构相近的侧链氨基、酚羟基和醇羟基。研究结果表明:C.I.活性蓝222胺解反应的适宜pH值为10～12;酚解反应的适宜pH值为10～11;醇解反应的适宜pH值为11左右。C.I.活性蓝222与丝素上主要亲核基团的综合反应能力排序为氨基>酚羟基>醇羟基。根据染料与各亲核基团的反应情况和亲核基团在丝素上的分布及含量,确定在30℃时,C.I.活性蓝222与真丝绸反应的适宜pH值为10～11,并通过真丝绸冷轧堆染色实验得到验证。研究中还发现不同活性染料与丝素亲核基团模拟物的反应能力不一样,异丙胺与不同活性染料的反应性顺序为:异双活性基活性染料(C.I.活性蓝222)>硫酸酯乙基砜活性染料(C.I.活性蓝19)>一氯均三嗪活性染料(C.I.活性红24);对甲酚与不同活性染料的反应性顺序为:一氯均三嗪活性染料(C.I.活性红24)>异双活性基活性染料(C.I.活性蓝222)>硫酸酯乙基砜活性染料(C.I.活性蓝19);甲醇与不同活性染料的反应性顺序为:一氯均三嗪活性染料(C.I.活性红24)>异双活性基活性染料(C.I.活性蓝222)>硫酸酯乙基砜活染料(C.I.活性蓝19)。实验中还发现异双活性基活性染料(C.I.活性蓝222)中乙烯砜基发生水解生成水解染料后,一氯三嗪基仍然能够继续与亲核基团发生反应。针对真丝绸冷轧堆染色所采用的固色碱中含有硅酸钠的缺陷,根据亲核反应的实验结果,研制了一种新型的不含硅酸钠的真丝绸冷轧堆固色碱。该碱剂具有很好的pH缓冲性能,染色织物得色深,手感好。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章前言  11-18
  1.1 引言  11
  1.2 真丝纤维的结构和染色现状  11-13
    1.2.1 真丝纤维的结构  11-13
    1.2.2 真丝绸的染色现状  13
  1.3 真丝绸冷轧堆染色技术的研究进展  13-16
    1.3.1 真丝绸冷轧堆染色工艺的发展现状  13-14
    1.3.2 真丝绸冷轧堆染色用活性染料和碱剂的发展现状  14-15
      1.3.2.1 真丝绸冷轧堆染色用活性染料的发展现状  14-15
      1.3.2.2 真丝绸冷轧堆染色用碱剂的发展现状  15
    1.3.3 真丝绸冷轧堆染色时染料水解及其与丝素反应性能研究现状  15-16
  1.4 本论文的研究目的和内容  16-18
第二章 C.I.活性蓝222 水解性能研究  18-39
  2.1 实验部分  18-21
    2.1.1 实验原理  18-19
      2.1.1.1 比色法的实验原理  18-19
      2.1.1.2 高效液相色谱法的实验原理  19
    2.1.2 仪器与试剂  19-20
    2.1.3 实验方法  20-21
      2.1.3.1 比色法样品的制备  20-21
      2.1.3.2 染料水解样品的制备  21
      2.1.3.3 色谱条件  21
  2.2 结果与讨论  21-37
    2.2.1 比色法鉴定卤代杂环活性基中的活泼氯  21-24
      2.2.1.1 比色法的特征  21-23
      2.2.1.2 比色法的反应条件  23-24
    2.2.2 C.I.活性蓝222 水解产物的分离定性  24-29
    2.2.3 C.I.活性蓝222 的水解性能研究  29-37
      2.2.3.1 pH 值和时间对染料水解的影响  30-32
      2.2.3.2 温度对染料水解的影响  32-33
      2.2.3.3 C.I.活性蓝222 的水解动力学研究  33-37
  2.3 本章小结  37-39
第三章 C.I.活性蓝222 与丝素亲核基团反应性能研究  39-57
  3.1 实验部分  39-41
    3.1.1 仪器与试剂  39
    3.1.2 实验方法  39-41
      3.1.2.1 染料与丝素亲核基团模拟物反应样品的制备  39-40
      3.1.2.2 色谱条件  40
      3.1.2.3 冷轧堆染色实验  40-41
  3.2 结果与讨论  41-56
    3.2.1 C.I.活性蓝222 与模拟物反应性能研究  41-55
      3.2.1.1 C.I.活性蓝222 与异丙胺的反应  41-46
      3.2.1.2 C.I.活性蓝222 与对甲酚的反应  46-52
      3.2.1.3 C.I.活性蓝222 与甲醇的反应  52-54
      3.2.1.4 C.I.活性蓝222 与不同亲核基团的反应比较  54-55
    3.2.2 C.I.活性蓝222 冷轧堆染色实验  55-56
  3.3 本章小结  56-57
第四章真丝绸冷轧堆染色固色碱的研究和应用  57-63
  4.1 实验部分  57-58
    4.1.1 仪器与试剂  57
    4.1.2 实验方法  57-58
    4.1.3 测试方法  58
      4.1.3.1 K/S 的测定  58
      4.1.3.2 牢度的测定  58
  4.2 结果与讨论  58-62
    4.2.1 真丝绸冷轧堆固色碱的研制  58-59
    4.2.2 新型固色碱的应用性能  59-61
      4.2.2.1 固色碱用量对染色织物 K/S 的影响  59-60
      4.2.2.2 堆置时间对染色织物K/S 的影响  60-61
      4.2.2.3 不同固色碱对染色织物 K/S 的比较  61
    4.2.3 新型固色碱染色织物性能测试  61-62
  4.3 本章小结  62-63
第五章结论  63-65
参考文献  65-68
致谢  68-69

异双活性基(MCT/VS)活性染料真丝绸冷轧堆染色机理和固色碱的研究

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