硫化黑染料染色纯棉织物的臭氧脱色工艺研究
发布时间：2021-12-22 15:57
牛仔服装具有悠久的历史,经久不衰黑色牛仔又是其必不可少的一部分。牛仔的脱色仿旧工艺是使其具有独特魅力的关键因素。传统的脱色方法如氧漂,氯漂等有污染环境,耗水耗能等缺点。因为臭氧的强氧化性,清洁环保的特点,本文采用臭氧洗水技术对硫化黑染料染色牛仔织物进行了研究。本文对臭氧处理后的硫化黑染色的棉纱线和面料的作用机理和影响因素分别进行了研究,结果表明臭氧处理后纤维素上的羟基氧化成醛基导致强力的下降,微观表面结构在酸性环境下破坏的比较严重,碱性和中性环境相对保持较好。K/S值的下降量在酸性环境下较大,但纤维强力损失严重,故还是在中性或弱碱性环境下脱色较好。对染色棉织物进行臭氧脱色的动力学研究表明:以时间为变量,分别对臭氧脱色后织物的K/S值进行零级,一级,二级,三级动力学分析。结果为硫化黑染料染色的动力学脱色过程遵循准二级动力学方程。其过程比硫化黑染料溶液的臭氧脱色过程要复杂,臭氧处理硫化黑面料前80min内,速度较快,臭氧处理时间80min后,其速率明显变慢。由电镜图可以看出:随着臭氧处理时间的延长,纤维表面的细纹会增多。80min后会出现斑块。臭氧处理后织物的拉伸强力对比原样均有一定程度的...
【文章来源】：武汉纺织大学湖北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硫化黑染色时的主要反应Figure1.1Themainreactionsduringsulfurblackstaining
2臭氧洗水对硫化黑棉纱线结构和性能的影响14图2.1模拟臭氧洗水示意图Fig2.1Simulatedozonewashingdevice2.2.4性能测试与表征在室温25℃、湿度60%的环境下，采用傅里叶变换红外光谱仪（型号VERTEX70，德国斯派克科技有限公司）对样品进行全反射红外测试，64次扫描，分辨率4cm-1。保持室温20℃、湿度60%的条件下，试样喷金10min后，采用扫描电镜（型号JSM-7800F，日本电子株式会社）观察纱线的纤维表面形貌，得到扫描电镜图。参照国家标准GB/T3916—1997《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》，每个试样取N段用电子单纱强力机（型号YG(B)021DX型，温州市大荣纺织有限公司）测断裂强度并求算术平均值，其中N≥30。本实验测试参数依标准应设置为：夹钳间隔距离500mm，拉伸速度500mm/min，预加张力0.04cn，温度25℃、湿度60%。染色纱线经过不同条件下的臭氧处理后，分别编号在Colori7测色配色仪上进行测试，每种样品在适当位置任选五个点，每个点各测1次，求平均值得出数据减少误差。2.3实验结果与讨论2.3.1不同条件下臭氧处理后纱线的FTIR分析图2.2为臭氧处理不同时间后的硫化黑染料纯棉纱线经的红外光谱图，在没有处理的硫化黑棉纱线的红外光谱图中，3339cm-1附近的吸收峰是OH、NH的伸缩振动吸收，2917cm-1处的吸收峰归属为C-H的伸缩振动峰，1641cm-1的吸收峰归属为C=O的伸缩
2臭氧洗水对硫化黑棉纱线结构和性能的影响15振动峰，1420cm-1处的吸收峰为C-H的弯曲振动，1314cm-1处的峰是-OH的面内弯曲振动产生的，1025cm-1处的强吸收峰可归属为C-O-C的伸缩振动，硫化黑染料中的基团特征吸收峰（900-1500cm-1）与棉纤维素的一些特征吸收峰重叠。纱线经过不同时间的臭氧氧化之后，其特征峰的位置和强度变化不大，当氧化时间延长至30min后，在1724cm-1附近出现了醛基吸收峰[51]，说明臭氧氧化使得纤维素分子上部分羟基变成醛基。不同pH条件下（含湿量为150%，处理时间为20min）臭氧处理后的硫化黑纯棉纱线的红外光谱如图2.3所示，纱线经过臭氧处理不同处理时间，我们可以得出：臭氧处理对棉纱线的影响是部分羟基被氧化成醛基。从不同pH条件下臭氧处理的染色纱线的红外分析图中可以看出，每个样品间差异很小，官能团变化几乎没有，图2.3与与图2.2几乎一致，说明两者整体的区别很校从实验过程分析也可得出，染色纱线在对应的酸碱溶液中浸润了一定时间，只是发生了纤维的溶胀作用，酸碱对纤维本身的影响比较有限，发生这些细微变化还是臭氧对纤维的作用导致的。与前面的分析很类似的是，从图2.4可以判断染色纱线在不同含湿量的环境下臭氧处理也不会有很大差异，含湿量的影响也较校但含湿量的不同会影响臭氧中·OH的浓度，最终会导致纱线氧化后其他性质的不同。图2.2不同时间臭氧处理过后的纱线红外光谱分析Figure2.2.Infraredspectrumanalysisofyarnafterozonetreatmentatdifferenttimes
【参考文献】：
期刊论文
[1]臭氧改性碳纤维/聚酰亚胺复合材料的制备与性能研究[J]. 张荣,裴学良,席先锋,欧阳琴,张坤玺,徐剑,陈友汜. 玻璃钢/复合材料. 2019(03)
[2]臭氧-过氧化氢协同氧化在仪纶纤维脱色中的应用[J]. 傅宏俊,贺欣欣,陈娇娇,李凤艳,吴瑞乐. 天津工业大学学报. 2018(05)
[3]臭氧-CNT膜改性联用工艺对PVDF中空纤维膜污染进程的缓解[J]. 关羽琪,王凯伦,祝学东,董丹,薛小雷,马艳林,栾桂荣,郭瑾. 环境科学. 2018(08)
[4]基于臭氧洗水下聚醚型氨纶的失弹机理研究[J]. 周心怡,邹汉涛,易长海. 纺织导报. 2018(03)
[5]臭氧脱色技术在制糖工业中的应用研究进展[J]. 何惠欢,李文,项俊华,李红,李凯. 中国调味品. 2015(06)
[6]牛仔面料分类及发展趋势[J]. 王建. 天津纺织科技. 2014(02)
[7]硫化染料及其应用进展[J]. 刘灿灿,高双凤,赵亚梅. 山东纺织科技. 2012(03)
[8]臭氧对锅炉烟气用PPS滤料性能影响的实验研究[J]. 柳静献,郭彦波,毛宁,常德强,孙熙. 工业安全与环保. 2010(10)
[9]牛仔面料后整理技术与发展[J]. 文水平,蒋俊杰. 纺织导报. 2010(10)
[10]牛仔布用纱的开发创新与质量控制技术[J]. 夏建林,章友鹤. 纺织导报. 2010(10)
硕士论文
[1]硫化染料染色新型氧化还原体系的应用[D]. 郑明远.河北科技大学 2014
[2]臭氧在模拟印染废水处理中的应用研究[D]. 张玉.大连理工大学 2010
本文编号：3546671
【文章来源】：武汉纺织大学湖北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硫化黑染色时的主要反应Figure1.1Themainreactionsduringsulfurblackstaining
2臭氧洗水对硫化黑棉纱线结构和性能的影响14图2.1模拟臭氧洗水示意图Fig2.1Simulatedozonewashingdevice2.2.4性能测试与表征在室温25℃、湿度60%的环境下，采用傅里叶变换红外光谱仪（型号VERTEX70，德国斯派克科技有限公司）对样品进行全反射红外测试，64次扫描，分辨率4cm-1。保持室温20℃、湿度60%的条件下，试样喷金10min后，采用扫描电镜（型号JSM-7800F，日本电子株式会社）观察纱线的纤维表面形貌，得到扫描电镜图。参照国家标准GB/T3916—1997《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》，每个试样取N段用电子单纱强力机（型号YG(B)021DX型，温州市大荣纺织有限公司）测断裂强度并求算术平均值，其中N≥30。本实验测试参数依标准应设置为：夹钳间隔距离500mm，拉伸速度500mm/min，预加张力0.04cn，温度25℃、湿度60%。染色纱线经过不同条件下的臭氧处理后，分别编号在Colori7测色配色仪上进行测试，每种样品在适当位置任选五个点，每个点各测1次，求平均值得出数据减少误差。2.3实验结果与讨论2.3.1不同条件下臭氧处理后纱线的FTIR分析图2.2为臭氧处理不同时间后的硫化黑染料纯棉纱线经的红外光谱图，在没有处理的硫化黑棉纱线的红外光谱图中，3339cm-1附近的吸收峰是OH、NH的伸缩振动吸收，2917cm-1处的吸收峰归属为C-H的伸缩振动峰，1641cm-1的吸收峰归属为C=O的伸缩
2臭氧洗水对硫化黑棉纱线结构和性能的影响15振动峰，1420cm-1处的吸收峰为C-H的弯曲振动，1314cm-1处的峰是-OH的面内弯曲振动产生的，1025cm-1处的强吸收峰可归属为C-O-C的伸缩振动，硫化黑染料中的基团特征吸收峰（900-1500cm-1）与棉纤维素的一些特征吸收峰重叠。纱线经过不同时间的臭氧氧化之后，其特征峰的位置和强度变化不大，当氧化时间延长至30min后，在1724cm-1附近出现了醛基吸收峰[51]，说明臭氧氧化使得纤维素分子上部分羟基变成醛基。不同pH条件下（含湿量为150%，处理时间为20min）臭氧处理后的硫化黑纯棉纱线的红外光谱如图2.3所示，纱线经过臭氧处理不同处理时间，我们可以得出：臭氧处理对棉纱线的影响是部分羟基被氧化成醛基。从不同pH条件下臭氧处理的染色纱线的红外分析图中可以看出，每个样品间差异很小，官能团变化几乎没有，图2.3与与图2.2几乎一致，说明两者整体的区别很校从实验过程分析也可得出，染色纱线在对应的酸碱溶液中浸润了一定时间，只是发生了纤维的溶胀作用，酸碱对纤维本身的影响比较有限，发生这些细微变化还是臭氧对纤维的作用导致的。与前面的分析很类似的是，从图2.4可以判断染色纱线在不同含湿量的环境下臭氧处理也不会有很大差异，含湿量的影响也较校但含湿量的不同会影响臭氧中·OH的浓度，最终会导致纱线氧化后其他性质的不同。图2.2不同时间臭氧处理过后的纱线红外光谱分析Figure2.2.Infraredspectrumanalysisofyarnafterozonetreatmentatdifferenttimes
【参考文献】：
期刊论文
[1]臭氧改性碳纤维/聚酰亚胺复合材料的制备与性能研究[J]. 张荣,裴学良,席先锋,欧阳琴,张坤玺,徐剑,陈友汜. 玻璃钢/复合材料. 2019(03)
[2]臭氧-过氧化氢协同氧化在仪纶纤维脱色中的应用[J]. 傅宏俊,贺欣欣,陈娇娇,李凤艳,吴瑞乐. 天津工业大学学报. 2018(05)
[3]臭氧-CNT膜改性联用工艺对PVDF中空纤维膜污染进程的缓解[J]. 关羽琪,王凯伦,祝学东,董丹,薛小雷,马艳林,栾桂荣,郭瑾. 环境科学. 2018(08)
[4]基于臭氧洗水下聚醚型氨纶的失弹机理研究[J]. 周心怡,邹汉涛,易长海. 纺织导报. 2018(03)
[5]臭氧脱色技术在制糖工业中的应用研究进展[J]. 何惠欢,李文,项俊华,李红,李凯. 中国调味品. 2015(06)
[6]牛仔面料分类及发展趋势[J]. 王建. 天津纺织科技. 2014(02)
[7]硫化染料及其应用进展[J]. 刘灿灿,高双凤,赵亚梅. 山东纺织科技. 2012(03)
[8]臭氧对锅炉烟气用PPS滤料性能影响的实验研究[J]. 柳静献,郭彦波,毛宁,常德强,孙熙. 工业安全与环保. 2010(10)
[9]牛仔面料后整理技术与发展[J]. 文水平,蒋俊杰. 纺织导报. 2010(10)
[10]牛仔布用纱的开发创新与质量控制技术[J]. 夏建林,章友鹤. 纺织导报. 2010(10)
硕士论文
[1]硫化染料染色新型氧化还原体系的应用[D]. 郑明远.河北科技大学 2014
[2]臭氧在模拟印染废水处理中的应用研究[D]. 张玉.大连理工大学 2010
本文编号：3546671
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