棉织物活性染料无盐少水溶剂染色研究

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棉织物由于其优良的服用性能而受到人们的喜爱,活性染料作为其主用染料,消耗量日益增长。棉织物活性染料的传统水浴染色主要存在电解质用量高、染料利用率低及废水处理难度大等问题。随着水资源的日益紧缺和人们环保意识的增强,活性染料无盐少水染色逐渐成为新型染色技术研究的重要方向。本课题采用乙醇/水混合溶剂作为活性染料染棉织物的新体系,使活性染料在无盐条件下上染棉纤维,减少了染色废水的排放,染色后乙醇可以回收再利用,是一种绿色环保的新型染色方法。本课题从四种有机溶剂中选择乙醇作为不良溶剂,与水组成混合溶剂染色体系。利用乙醇/水染色体系,对常用的活性染料进行筛选,选出了十一种能够在乙醇/水体系中取得优于传统染色效果的活性染料。选择其中的活性蓝198进行后续染色,研究了棉织物溶胀后的含水率、乙醇的体积分数、浴比、温度、染色助剂(阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、中性电解质)对染料在乙醇/水体系中上染速率和上染百分率的影响。进一步探究了在该体系中固色工艺、固色时间、固色剂种类及浓度、温度等对染色K/S值和固色率的影响,最后比较染料在乙醇/水体系和传统水浴体系中的上染百分率、固色率、染色K/S值和色牢度。实验结果表明,在乙醇/水体系中最佳的恒温染色工艺为:棉织物60%含水率,浴比1:20,乙醇的体积分数90%,染色温度60℃,染色时间1小时;在乙醇/水染色体系中,阴离子表面活性剂加入促使染料聚集,导致上染速率和上染率增加,用量超过3%时,染料开始聚集沉淀;非离子表面活性剂对染色速率曲线影响不大;加入阳离子表面活性剂,上染百分率和上染速率下降,缓染能力的大小为:DTAC>CTAB≈BETAC>BTAC;硫酸钠的加入会促使染料聚集,但商品染料的含盐量对上染百分率影响不大。乙醇/水体系中采用一浴二步法染色,氢氧化钠最佳固色浓度为2g/L,固色温度选择60℃,时间1.5h为宜;碳酸钠的最佳固色浓度为5g/L,采用碳酸钠溶液作为固色碱剂更有利于提高固色率,固色温度选择80℃,时间30min为宜。选择80%体积分数的乙醇/水染色体系更符合实际生产要求,而且解决了因使用90%的乙醇染色时出现的染色不匀和经纬交织白点问题。乙醇/水体系(体积分数80%的乙醇)中染色时,不需加盐,碱使用量为传统染色的1/10时,上染率为97%,固色率比传统染色高出9%~20%,节省30.5%~42.5%的染料,同时具有良好的色牢度。
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