拔染印花的产品地色丰满,图案花纹精细,轮廓清晰,并能通过控制不同程度的拔染和拔白效果开发特殊风格的印花产品。然而,传统的甲醛合次硫酸盐类拔染剂和锡类拔染剂在生产和使用过程中存在游离甲醛和重金属等环保问题以及稳定性差和应用烦复等诸多问题。二氧化硫脲具有优良的环保性和很强的还原性,使其具有潜在的可能性成为环保型高效拔染剂。然而,二氧化硫脲在水溶液中的低溶解性和拔染效果的不稳定性,在很大程度上限制了其在拔染印花中的应用。对于涤纶织物的拔染印花,由于涤纶纤维的结构紧密和吸湿性差等特点,更是增加了二氧化硫脲在涤纶织物拔染印花中的应用难度。因而,研究二氧化硫脲在水溶液中的存在形式和超分子结构、分解还原机理及其在涤纶织物无甲醛拔染印花中的应用特性,具有重要的理论研究价值和广阔的实际应用前景。本课题从二氧化硫脲在水溶液中的超分子结构、二氧化硫脲的分解历程和还原机理、二氧化硫脲受限于涤纶织物拔染印花的关键因素、基于二氧化硫脲的无甲醛拔染剂的制备和应用等方面进行了系统研究,取得了一定的理论研究和应用技术成果。本课题的主要研究结果如下:1.运用密度泛函理论B3LYP/cc-PVDZ计算、紫外吸收光谱、拉曼光谱和液相飞行时间质谱对二氧化硫脲在水溶液中的存在形式和超分子结构进行了较为系统和深入的研究,结果表明:表明二氧化硫脲在水溶液中是以II构型自聚形成不同分子量的聚集体及其加和[HCSO]⁺离子和[H₂NCNH]⁺离子形成的加和物等形式存在,其中以II₂构型形成的聚集体或加和物最多。2.电极电位分析研究表明:二氧化硫脲的电极电势随温度变化存在明显的突变点,在温度为55℃时,其电极电位迅速降低;当温度升高到80℃,其电位值降至-0.62V,表明其具有很强的还原能力。高效液相色谱分析研究表明:二氧化硫脲的分解速率随温度升高而加快,在50℃、70℃、90℃和100℃时的分解速率依次为2.20×10^-55 s^-1、1.35×10^-44 s^-1、8.27×10^-44 s^-1和4.68×10^-33 s^-1。运用液相飞行时间质谱和拉曼光谱对二氧化硫脲在不同温度下的分解状况进行研究,结果表明其分解历程为:二氧化硫脲在55℃开始分解,生成尿素和次硫酸,次硫酸生成S₂O₄^2-,进而生成SO₄^2-和SO₃^2-,而尿素在80℃下会继续分解形成CO₂和NH₃。3.基于染料、纤维和拔染剂三方面的结构、性能和相互作用的相关性研究,提出了关于制约二氧化硫脲应用于涤纶织物拔染印花关键问题的新观点:二氧化硫脲在结构紧密的涤纶纤维中的扩散程度与其分解还原性能的不同步性是制约二氧化硫脲有效应用于涤纶织物拔染印花的关键因素,添加具有膨化纤维和增溶染料功能的环保型拔染促进剂B（Ar₁-（CH₂）_n-COO-（CH₂）_m-Ar₂）可有效提高涤纶的拔白效果。对于同类偶氮结构分散染料而言,染料与涤纶纤维之间的溶解度参数差值（|δ-δ_涤|）增大,染料扩散固着到纤维上的层次相对较浅且与纤维的结合力相对较小,在拔染过程中易被二氧化硫脲还原消色,因而可以运用溶解度参数理论预测并优选偶氮型可拔分散染料。4.基于对二氧化硫脲结构和性能的理论研究,设计和制备了以二氧化硫脲为主体、拔染促进剂B为辅助的膏状无甲醛涤纶拔染剂TN。该膏状拔染剂TN中的二氧化硫脲组分因研磨改性而显著减小了粒径,而其中的油性拔染促进剂B组分则与适量的水和乳化剂共同构建了油包水型乳化体系,起到了隔绝空气的氧化作用和隔离二氧化硫脲粒子的聚集作用,保证了二氧化硫脲的分散稳定性和后续的还原拔白稳定性。无甲醛拔染剂TN的优化应用工艺为:拔白浆或拔染浆中的拔染剂TN用量为10-12%,拔白汽蒸温度和时间为102℃,15 min。应用无甲醛拔染剂TN能达到和接近常规拔染剂H在涤纶织物上的拔白效果。5.通过理论预测和实际试验,研究开发了与无甲醛涤纶拔染剂TN相适应的成套地色和花色分散染料。应用无甲醛拔染剂TN和配套的地色/花色染料及其相应的拔染印花工艺能获得良好的涤纶拔白和拔染印花效果,地色和花色的色泽鲜艳,花纹轮廓清晰,耐水洗色牢度达4级及以上,耐干、湿摩擦色牢度均达3⁴级及以上。