木质素分散剂在纳米分散染料中的构效关系及作用机理研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:KEN_LONG
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传统化学印花行业的废水排放量大,工艺复杂,印花产品的品质不高。数码印花是一种新型印花技术,印花过程的上染率高且无废水产生,符合绿色化学的生产工艺,因此在近五年得到快速发展。纳米分散染料具有粒径小且墨水稳定性优的特点,可用于数码印花的喷墨打印,因此是数码印花的主要耗材。木质素分散剂具有天然绿色无毒的特点,满足数码印花墨水的助剂必须无毒无害的要求,因此广泛应用于纳米分散染料领域。然而,由于纳米分散染料是个新兴行业,国内外关于染料分散剂的研究工作主要集中于传统的微米级分散染料分散剂,着重解决木质素染料分散剂应用中的高温稳定性、还原性、粘污性等关键性能。但是对应用于纳米分散染料的木质素分散剂的研究工作很少。当前,该领域工程师将用于微米级分散染料的木质素分散剂用于纳米分散染料的生产中,但是存在砂磨效率较低、成本高、纳米色浆稳定性差等缺点。本论文从木质素分散剂的结构入手,系统研究木质素分散剂的磺酸基、羧基、分子量对其在纳米分散染料中应用性能的影响规律,揭示构效关系,并探究不同结构的木质素分散剂在纳米分散染料中的吸附作用机理。分别设计不同基团含量的磺甲基化木质素、羧甲基化木质素和聚醚胺桥联木质素磺酸钠的结构模型,采用分子模拟软件从分子间作用力的角度分析木质素分散剂在染料上的吸附规律。然后以碱木质素(AL)为原料,以亚硫酸钠为磺化试剂,以氯乙酸钠为羧酸化试剂,分别通过磺甲基化和羧甲基化反应制得不同磺酸基含量的磺甲基化木质素分散剂(SAL)和不同羧基含量的羧甲基化木质素分散剂(CAL)。以木质素磺酸钠(SL)为原料,以聚醚胺(PEA-400)为桥联剂,通过曼尼希反应制得不同分子量的木质素分散剂(PSL)。通过红外光谱、核磁氢谱、元素分析、凝胶渗透色谱和电位滴定法分别对制得的系列木质素分散剂样品(SAL、CAL、PSL)进行结构表征,证明在系列SAL样品中引入了不同含量的磺酸基,在系列CAL样品中引入了不同含量的羧基,制备了不同分子量的系列PSL样品。分别采用系列不同结构的SAL、CAL、PSL作为分散剂,在水基体系中采用砂磨法制备纳米分散染料。首先,系统研究了砂磨时间、料珠比、不同直径的锆珠配比、分散剂用量对纳米分散染料性能的影响,得到最佳的砂磨工艺配方如下:染料20 wt.%、分散剂12 wt.%、料珠比(wt.%)为1:30、不同直径的锆珠(1 mm:0.5 mm:0.3 mm)配比为4:4:2(wt.%)、砂磨时间9小时。根据最佳砂磨工艺配方,分别采用不同结构的木质素分散剂制备纳米色浆,通过对纳米色浆的粒径、稳定性、热贮稳定性等性能表征,最终优化得到系列SAL、CAL、PSL分散剂中具有最佳基团含量的分散剂分别为PSL3(Mw=30770)、SAL1.53(磺酸基含量为1.53 mmol/g)、CAL2.51(羧基含量为2.51 mmol/g)。采用PSL3、SAL1.53、CAL2.51制备的纳米分散染料的最小D90粒径分别为168 nm、173 nm、176 nm,热贮7天后的D90粒径均低于200 nm,纳米色浆的稳定性良好,在热贮前后都保持低粘度和均匀状态,与进口木质素分散剂Reax 85A相当。采用石英晶体微天平、原子力显微镜、Zeta电位仪研究不同结构的木质素分散剂在染料表面的吸附性能。结果发现,对于不同分子量的PSL分散剂,随着木质素分散剂的分子量增大,分散剂与染料之间的吸附力先增大后减小,分散剂在染料上的吸附量增大,吸附层的刚性增强,脱附量减小;其中PSL3的吸附量最大、脱附量最小,Zeta电位绝对值最大。对于不同磺酸基含量的SAL分散剂,随着磺酸基含量的增大,分散剂与染料之间的吸附力逐渐增大,分散剂在染料上的吸附量增大,吸附层的刚性增强,脱附量减小;其中SAL1.53的吸附量最大、脱附量最小,Zeta电位绝对值最大。对于不同羧基含量的CAL分散剂,随着羧基含量增大,分散剂与染料之间的吸附力先增大后减小,分散剂在染料上的吸附量先增大后减小、脱附量先减小后增大;其中CAL2.51的吸附量最大、脱附量最小,Zeta电位绝对值最大。综上所述,较高的磺酸基含量、羧基含量和分子量有利于木质素分散剂在染料表面的吸附,有利于提高染料/水界面的Zeta电位绝对值,有利于提高纳米分散染料体系的稳定性。本论文深入探究了木质素分散剂的结构参数与纳米分散染料性能之间的构效关系,揭示纳米分散染料体系的纳米分散机理和稳定机理,研究结果可以为高性能木质素分散剂的结构设计与化学改性提供参考。
其他文献
开发小分子气体高效分离技术对于替代当前深冷分离的传统工艺以降低能耗具有重要需求。本文主要研制新型颗粒碳材料,综合表征多孔碳材料的表面化学和孔隙结构性能、气体吸附分离性能,聚焦于实现常见小分子气体对,即N2/CH4,CH4/C2H6/C3H8,C2H4/C2H6、C3H6/C3H8的吸附分离,为颗粒状碳材料的制备及在小分子气体吸附分离等方面的应用提供参考与指导。本文的选题具有理论研究和实际应用价值。
学位
股权激励起源于20世纪60年代,是用以解决代理问题、有效预防公司经营中短视行为、促进企业可持续发展的一种重要机制。股权激励作为一种长期性的激励手段,通过授予一定数额的股票,促使企业员工与所有者利益相一致,从而达到提升企业价值的效果。由于企业在不同的生命周期阶段表现出的差异性,有必要结合各个时期的特点设计与之相匹配的股权激励方案。本文以医药制造业行业为研究对象,首先从各个基本要素对医药制造业实施股权
近年来,我国经济增长放缓,金融部门快速扩张而实体部门却发展受限,在此背景之下,我国企业开始偏离主业进行其他投资,许多资金被停留在收益更好的金融部门中,没有起到服务实体经济发展的本质功能,呈现出“脱实向虚”的趋势。从微观企业的角度,企业金融化问题实际上是企业对于实业投资和金融资产投资的选择问题,部分学者认为在企业资源有限的情况下,企业金融化行为必然会挤占企业创新资源,但实际上,企业金融化对企业创新既
随着我国经济文化的蓬勃发展,高等教育发展从精英化走向普及化,教育模式由单一化走向多元化,促进了“第二课堂”——高校学生活动中心此类校园建筑的蓬勃发展,引发了学术界的持续关注,关于学生活动中心的建筑设计也逐渐走向精细化。高校学生活动中心此类建筑功能并没有统一标准,亦无相关设计规范,其存在的意义即为广大师生提供交往场所。针对学生活动中心入口空间,由于活动中心建筑本身的精细化发展趋势以及新时代学生活动的
三维相变存储器(3D PCM)采用交叉堆叠的方式保证优异存储性能的同时极大地提高了存储密度,成为最接近大规模产业化的下一代非易失性存储器。但随着阵列规模的不断增大,流经半选通单元的电流越来越大,带来了严重的信息误读、误操作以及电路功耗加大等问题。传统的晶体管因其三端结构和制备工艺难以实现三维堆叠,必须开发新型两端选通器件来抑制阵列漏电流,其中奥氏阈值开关(OTS)选通管因其高驱动能力和高热稳定性等
自1993年“宝延事件”事件至今,中国企业间的并购活动随着资本市场功能和相关法律的完善不断增加,于2015年达到顶峰,当年并购涉及交易金额15766.49亿元,企业整体价值的评估作为并购过程中非常重要的一个环节也愈受关注。企业整体价值,绝不是简单的各单项资产经公允价值评估后的资产价值和债务价值的加总,对企业价值的评估也不等同于对企业各单项资产的评估,而是对企业资产综合体的整体性、动态性的价值评估。
在大数据战略的推动下,大数据产业展现出巨大发展潜力,其关联带动效应明显,极大促进经济发展转型。而产业技术创新能力作为大数据产业的核心,与大数据产业的发展息息相关。由于我国技术创新能力整体实力较弱以及产业技术创新存在外部性,需要政府出台有效的产业政策带动产业技术创新展开。因此,研究贵州省大数据产业中相关政策对技术创新的影响效应,对促进贵州省大数据政策体系完善和大数据产业技术创新能力提升有一定借鉴意义
疏水疏油防污涂层是一种功能性涂层,能保持表面洁净,抵抗各种污迹。防污涂层的特点是表面能较低和交联密度较高。本论文在合成丙烯酸树脂水分散体(WPA)和具有较低表面能的有机硅改性丙烯酸树脂水分散体(WSPA)基础上,通过与氨基树脂交联,获得了具有疏水疏油防污功能的涂层。本论文以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)作
随着多媒体应用的不断发展以及移动设备数量的快速增长,网络中的移动数据流量正以前所未有的速度增长。与此同时,研究表明网络中大部分的新增移动数据流量主要是由不同用户对一小部分相同内容的重复请求所贡献的。这意味着我们可以通过边缘缓存技术,将某些热点流行的内容缓存在离用户较近的网络边缘来减少重复传输,以此缓解网络流量拥塞,进一步降低用户获取所需内容的平均时延,提高用户体验质量。在此背景下,本文对基于机器学