低给液染色是一种低带液率、低化学品耗用量的染色技术,其成熟和发展能改变传统染色方式高耗能、高耗水、高污染的现状。20世纪七八十年代,各种低给液染色技术引发研究热潮,但是由于当时设备技术水平有限,这项技术的发展和推广受到限制。其中备受关注的泡沫染色技术,因其匀染性问题,仍未能实现工业化大生产。为此,本文成功构建了一种新型棉织物活性染料低给液染色方法,通过单因素实验优化低给液染色工艺,探究过热蒸汽汽蒸固色规律,研究生物可降解有机盐碱在低给液染色饱和蒸汽固色过程中的应用,利用固色率和K/S值评价染色效果,并与传统轧染对比。本文首先通过测定汽蒸箱中湿织物的表面温度变化曲线,考察汽蒸温度、相对湿度和织物含水率对织物升温过程的影响,通过对不同含水率的织物进行热重分析和过热蒸汽汽蒸过程中织物含水率的测定,考察织物含水率的变化规律。其次,以活性黑(C.I.活性黑5)染料对新型棉织物低给液染色工艺进行优化,通过评价固色率和K/S值,分析染料提升力、织物带液率、纯碱浓度、元明粉浓度、尿素浓度对织物染色性能的影响。考察汽蒸温度、汽蒸时间、相对湿度和织物含水率对染色性能的影响,结合过热蒸汽汽蒸过程中织物瞬时温度和含水率的变化,探讨低给液活性染料染色的固色机理。再次,在最佳染色工艺条件下,对比新型棉织物低给液染色与传统一浴一步法轧染染色织物的染色效果。用活性红、活性黄、活性蓝染料染色,验证最佳染色工艺的适用性。最后,探究生物可降解有机盐碱次氮基三乙酸三钠(T-NTA)和谷氨酸二乙酸四钠(T-GLDA)取代传统无机盐碱,应用于活性染料低给液染色饱和蒸汽汽蒸固色工艺。考察不同浓度的T-NTA和T-GLDA对p H值、活性黑染色性能的影响;用四种活性染料染色,对比生物可降解有机盐碱与传统无机盐碱低给液饱和蒸汽汽蒸固色织物的染色效果。实验结果表明:湿织物在汽蒸箱内的升温过程可分成四个阶段:迅速升温阶段,温度平台阶段,二次温度上升阶段和温度平衡阶段;提高汽蒸箱设定的汽蒸温度,升温速率加快,各阶段时间缩短。增加相对湿度,湿织物温度平台温度升高;相对湿度太大,温度平台时间延长,湿织物的升温速率变慢;在温度平台阶段,染料主要发生表面固色。增加湿织物的含水率,温度平台阶段温度不变,平台时间延长,对织物固色率影响较小。二次温度上升阶段,固色率提高显著。在温度平衡阶段,最高固色率基本在3 min内达到,继续延长汽蒸时间,固色率提升不明显,应避免过长时间汽蒸。综合织物的染色性能和节能等因素,对锐美活性黑染料,筛选出新型棉织物低给液染色最佳染色工艺:染料用量为7.07%o.w.f,带液率40%,Na2CO3 15 g/L,尿素0 g/L;固色工艺:150℃过热蒸汽汽蒸,相对湿度60%,汽蒸时间3 min;102℃饱和蒸汽汽蒸,汽蒸时间3 min,Na2SO4 60 g/L。在单位面积织物染料施加量相同的条件下,用锐美活性黑、活性红、活性黄和活性蓝四种染料分别对棉织物进行新型低给液染色,所得织物的固色率和表观色深均与轧染工艺相当,色牢度一致,匀染性好,色光也相近。生物可降解有机盐碱T-NTA和T-GLDA可代替元明粉/碳酸钠固色体系用于低给液染色饱和蒸汽汽蒸,对锐美活性黑染料而言,最佳用量分别为100 g/L和75 g/L,用T-GLDA固色织物的固色率和表观色深相对更好。在最佳用量下,分别用四种染料对棉织物染色,三种体系染色织物的表观色深和色牢度基本相当,匀染性与色光也基本一致。