天然色素有色纤维的制备及其性能研究

发布时间：2020-06-11 08:41

【摘要】：众所周知,印染行业对自然环境造成了一定的污染,随着人们对生态环保的关注度逐渐增加,绿色纺织已成为本世纪印染工业发展的关键技术和学者们研究的热点。天然色素作为绿色染料顺应了时代潮流,以其无毒、无害、并对人体具有一定的保健功能和较好的生物降解性等优点越来越受到人们的青睐。本文制备了靛蓝色素色浆和姜黄色素微胶囊色浆,分别对色素的粒径分布、耐碱性、耐光性进行分析。通过湿法纺丝制备了天然靛蓝色素粘胶纤维,系统研究了有色纤维的微观形貌,并对其进行了结构和性能的测试;通过调节靛蓝色素的色价,得到不同深度颜色的织物,并对织物进行匀染性及色牢度测试。通过湿法研磨可得平均粒径为329.0 nm的靛蓝色素色浆,且粒径分布均匀,符合原液着色纺丝液用色浆。靛蓝色素粘胶纤维较普通粘胶纤维和染色粘胶纤维截面外缘饱满,三种粘胶纤维的横截面都呈锯齿状,且天然靛蓝色素均匀的镶嵌在有色粘胶纤维内部。由红外光谱分析可知,色素的加入会对粘胶纤维内部结构产生一定的影响,但不会影响靛蓝有色纤维的基本力学性能;靛蓝色素粘胶纤维的回潮率为9.36%比普通粘胶纤维稍低;靛蓝色素粘胶纤维的静态摩擦因数随着靛蓝色素含量的增加而增加,靛蓝色素粘胶纤维的动态、静态摩擦因数均比普通粘胶纤维要高。天然靛蓝色素的添加量与织物得色量之间存在正比关系,R~2=0.97,拟合程度较好,说明可以通过改变靛蓝的添加量来控制织物的颜色深度。天然靛蓝色素制备的织物染色均匀性较好,可达到5级日晒色牢度、4-5级的摩擦色牢度和皂洗色牢度、5级高温色牢度,该纤维改善了天然染料色牢度差和无法大批量应用在纺织行业的缺点,使其能够满足工业生产。
【图文】：

粘胶纤维,生产过程

虽然粘胶纤维是由纤维素纤维制得而成，且二者的化学结构也基本相同，胶纤维和纤维素纤维的聚集态结构却存在有一定的差异，粘胶纤维属于再维素纤维，是高分子多糖化合物，化学式为 C6H10O5，粘胶纤维的聚合度较低。由图 1.2 纤维素的分子结构易知，粘胶纤维结构中同样含有大量的和醛基。它是一类可再生可降解的纤维素纤维，是从天然纤维素原料中提 α-纤维素。粘胶纤维的制备主要以自然界存在的木材或竹子等为原料，经系列物理及化学工序后制得可溶性纤维素磺酸酯，然后将其加入稀碱液中溶解后得到粘胶纺丝液，最后将制得的粘胶纺丝液经湿法纺丝后即可初步粘胶纤维。其生产流程如下图 1.3 所示：OHOHHHHOHOHCH2OHHOHOHHHHOHOHCH2OHHO图 1.2 纤维素的分子结构

粒径分布,靛蓝色,粒径分布

图 2.1 靛蓝色素粒径分布图纤维纺丝的色浆对色素的粒径有较高的要求，纤维的力学性能受径的影响较大。为了提高粘胶纤维的力学的性能，需要降低纤维粒径，使颗粒粒径必须小于 1 μm，，且长期放置储存具有一定的稳中色素粒径过大，还容易粘附在管路、喷丝头等位置，色素颗粒造成喷丝头的堵塞，从而导致纺丝液的可纺性变差，影响纺出的一性和织物的色牢度，降低生产效率。 2.1 可以看出靛蓝色素的粒径分布虽然比较均匀，但色素粒子的 3749.3 nm，无法满足粘胶长丝纤维纺丝的色浆对色素的粒径的减小靛蓝色素的粒径才能保证纺丝的正常运行。色浆中色素的粒径大小和分布球磨机湿法研磨来减小天然靛蓝色素的粒径，研磨后靛蓝色素粒.2：
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ340.64;TS193

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