活性染料非水介質(zhì)染色及理論研究.pdf

1、活性染料傳統(tǒng)水浴染色普遍存在促染電解質(zhì)用量高、染料利用率低、廢水處理難度大的問題。隨著地球上可用水資源的日益枯竭和環(huán)境污染日趨加重，改革染整工藝，選擇新型染色介質(zhì)，即非水介質(zhì)進行染色已成為新型染色工藝研究的一個重要方向。
　　 本文的研究重點是活性染料/D5（十甲基環(huán)五硅氧烷）懸浮體系染色，選用生態(tài)友好的D5作為染色介質(zhì)，作為一種全新的非水介質(zhì)染色工藝可以實現(xiàn)活性染料在無鹽條件下接近100％的上染率，固著率也遠高于傳統(tǒng)水浴染色，

2、染色后D5介質(zhì)可以回收利用，有望大幅度提高活性染料的利用率、減少染色污染物的排放。
　　 活性染料/D5懸浮體系是該法染色的前提，通過優(yōu)化球磨工藝參數(shù)，篩選不同種類的表面活性劑和超分散劑，可制備較為穩(wěn)定的染料/D5懸浮液。合適的制備工藝為活性染料在D5介質(zhì)中進行濕磨，m（染料）∶m(D5)=1∶10，m（染料）∶m（分散劑）=1∶0.15-0.4，磨球直徑1mm/2mm，球磨時間3h;十八酸、油酸及超分散劑SolplusR720

3、均可作為活性染料在D5介質(zhì)中分散的分散劑。所得的懸浮漿經(jīng)稀釋后用于染色。
　　 在染色工藝優(yōu)化中，以染色織物K/S為指標，對織物軋液率、D5浴比、碳酸鈉用量、固色溫度及時間進行優(yōu)選，通過單因素及正交實驗確立了M型活性紅3BS及KN型活性翠蘭KN-G在染料/D5懸浮體系中染色的最佳工藝。活性紅3BS的最佳工藝:軋液率140％，碳酸鈉用量100g/L，固色溫度80℃，固色時間50min;活性翠蘭KN-G最佳工藝:軋液率140％，碳酸

4、鈉用量60g/L，固色溫度95℃，固色時間50min。將該體系染色與傳統(tǒng)水浴染色就K/S值、上染率及總固著率進行對比，結(jié)果顯示:活性染料/D5懸浮體系染色具有明顯的優(yōu)越性:在無鹽促染條件下上染率接近100％，染色總固著率遠高于傳統(tǒng)水浴染色，同時各項牢度優(yōu)良。
　　 通過測定D5染色后棉織物的最大吸收波長，發(fā)現(xiàn)D5介質(zhì)對活性染料染色色光沒有影響。采用紅外光譜、SEM、TG、X-射線衍射儀及織物強力儀對D5處理后棉纖維進行分析，結(jié)果

5、表明D5介質(zhì)染色不會改變棉纖維的化學結(jié)構(gòu)，對纖維外觀、熱穩(wěn)定性、結(jié)晶度及機械性能基本沒有影響。
　　 為深入了解該工藝下活性染料對棉織物的上染過程，研究了活性染料/D5懸浮體系的染色動力學和熱力學。運用準一級動力學模型和準二級動力學模型對染料在傳統(tǒng)水浴和D5懸浮體系中的染色實驗數(shù)據(jù)進行分析，計算染料在兩種染色條件下的染色動力學參數(shù);運用Freundlich和Langmuir兩種理論模型分析染料在兩種條件下對棉纖維的吸附類型，并計

6、算相關(guān)熱力學參數(shù)。結(jié)果表明，活性紅3BS及活性翠蘭KN-G在傳統(tǒng)水浴和D5懸浮體系中對棉織物的染色均符合準二級動力學模型，半染時間顯著下降。兩支染料在不同體系中的吸附類型符合Freundlich和Langmuir等溫吸附類型。
　　 通過模擬D5染色和傳統(tǒng)水浴染色的染料水解環(huán)境，采用HPLC研究了活性紅3BS在pH11、60-80℃條件下在不同環(huán)境下的水解情況，以明確活性染料/D5懸浮體系所實現(xiàn)的超低浴比染色環(huán)境是否有效抑制染料