殼聚糖衍生物在活性染料染色棉織物凈洗中的應(yīng)用.pdf

1、活性染料由于染色工藝成熟、色譜齊全、價格適中、色牢度較高等優(yōu)點成為印染纖維素類紡織品的首選染料。但是，染色過程中活性染料在上染、固著的同時有高達(dá)20～40％的活性染料會發(fā)生水解，而不能與纖維素發(fā)生反應(yīng)形成共價鍵結(jié)合，但其擴散和吸附性能與未水解活性染料相似，因此容易擴散進(jìn)入纖維內(nèi)部，并吸附其表面形成“浮色”；另外染深色時，吸附于織物表面的染料分子易形成多分子層式締合物，產(chǎn)生“位阻”現(xiàn)象，又導(dǎo)致產(chǎn)生浮色。未固著染料的存在會降低染色織物的色牢

2、度，這個問題在染色過程中無法有效解決，因此染色結(jié)束后必須通過凈洗工藝除去織物表面的浮色以提高染色織物的色牢度。
　　 目前普遍采用水溶性高分子化合物或其與表面活性劑的復(fù)配物凈洗染色織物上的浮色，并通過水溶性高分子化合物與浮色染料及織物纖維在凈洗浴中作用的方式阻止洗脫的浮色對白底沾色。基于此方案，本論文以易生物降解的天然原料殼聚糖為修飾對象，通過引入羧甲基、氨基羧酸、羥基羧酸、內(nèi)酰胺基、烷基的方式制備了N，O-羧甲基殼聚糖(NOC

3、C)、乙二胺四乙酸?；瘹ぞ厶?ETC)、氮川三乙酸酰化殼聚糖(NTC)、檸檬酸酰化殼聚糖(CAC)、5-甲基吡咯烷酮殼聚糖(MPC)、異丁基殼聚糖(IBC)六種殼聚糖衍生物，研究了它們在活性染料染色棉織物凈洗中的應(yīng)用性能。
　　 研究殼聚糖衍生物的螯合、分散性和pH緩沖性能表明，含有羧基取代的衍生物具有較高的螯合、分散能力和pH緩沖能力，而取代基為內(nèi)酰胺和烷基的衍生物分散能力尚可，但螯合能力較差；羧基含量越高，衍生物的螫合、分散

4、力越強；對于相同結(jié)構(gòu)的衍生物，較高的分子量具有較高的螯合、分散力，但分子量太高的衍生物螯合、分散力反而降低。
　　 研究殼聚糖衍生物的取代基、取代度、分子量對凈洗效果的影響結(jié)果表明，引入羧甲基、氨基羧酸及羥基羧酸的殼聚糖衍生物的凈洗性能高于引入內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)和烷基結(jié)構(gòu)的殼聚糖衍生物；增加羧基的取代度可以提高凈沈效果，但是羧基含量太高，增加了與染料分子之間的靜電斥力，反而導(dǎo)致凈洗效果降低；對于不含羧基的衍生物增加取代度也可以改善凈洗效

5、果；增加分子量可以提高凈洗效果，分子量太高，導(dǎo)致殼聚糖衍生物在水中有效結(jié)合染料分子的量降低，從而使凈洗效果降低。
　　 通過對NOCC與不同表面活性劑復(fù)配體系的研究表明，NOCC分子中的部分羧基與十二烷基二甲基甜菜堿(DDB)分子中的季銨基以靜電力發(fā)生結(jié)合，使復(fù)合體系的表面張力增加，且臨界膠束濃度也提高；NOCC的加入可以壓縮十二烷基硫酸鈉(SDS)離子頭基的雙電層，使復(fù)合體系的表面張力降低，臨界膠束濃度減??；NOCC分子可以與

6、十八烷基聚氧乙烯醚(C18EO20)分子間以氫鍵、范德華力等結(jié)合，使復(fù)合體系表面張力降低，臨界膠束濃度增加；降低表面張力的能力順序：NOCC-SDS>NOCC-DDB>NOCC-C18EO20。NOCC加入DDB、SDS、C18EO20三類表面活性劑中均可以增加體系對水解活性翠藍(lán)KN-G(RBE21)的增溶能力，但是SDS體系的效果較差，低濃度下C18EO20的效果較好，高濃度下DDB效果較好。NOCC-表面活性劑復(fù)合體系用于凈洗過程中

7、，均是通過與浮色染料和染色織物兩種途徑發(fā)生作用，而且作用后經(jīng)過水洗后均不會沉積在織物表面。抑制染料上染棉織物的能力：NOCC-C18EO20>NOCC-DDB>NOCC-SDS。NOCC-C18EO20協(xié)同作用的凈洗效果較好，NOCC-DDB協(xié)同作用的凈洗效果次之，NOCC-SDS協(xié)同作用的效果較差，這與NOCC-表面活性劑體系對水解RBE21的增溶順序一致，這說明凈洗劑對洗脫染料的增溶作用在凈洗過程中起主導(dǎo)作用。
　　 通過研

8、究不同結(jié)構(gòu)水解活性染料對棉織物的吸附表明，對于具有相同活性基的活性染料，母體為銅絡(luò)合偶氮、銅酞菁、蒽醌結(jié)構(gòu)的水解染料對棉織物的吸附量較高；相對不含雜環(huán)結(jié)構(gòu)的偶氮染料，含雜環(huán)結(jié)構(gòu)單偶氮水解活性染料對棉織物的吸附量較高；相同母體結(jié)構(gòu)的染料，取代基越復(fù)雜，染料分子越大，分子量越大，對棉織物的吸附量越大；均三嗪型活性染料水解后對棉織物的親和力增加，而乙烯砜型活性染料在加堿前對棉織物的親和力最低，加堿后變?yōu)樽罡?，水解后親和力又降低，這說明均三嗪型

9、染料水解后可以增加染色織物浮色的凈洗難度，而乙烯砜型水解后則可以降低凈洗難度。
　　 通過殼聚糖衍生物抑制不同結(jié)構(gòu)水解活性染料對織物的吸附研究表明，疏水相互作用在水解活性染料對織物的吸附過程中起主要作用，即要將水解染料從織物上洗除，主要應(yīng)該通過增加染料在水中溶解度的方法；殼聚糖衍生物主要是通過靜電力、氫鍵等有效地抑制洗脫染料對棉織物的吸附，而不是疏水作用力。
　　 通過研究膨潤土負(fù)載季銨鹽殼聚糖(CTA-CTS)在活性染

10、料染色棉織物凈洗工藝中的應(yīng)用表明，膨潤土負(fù)載CTA-CTS制備凈洗劑的較佳工藝條件為：CTA-CTS與膨潤土質(zhì)量比1:5，CTA-CTS的取代度0.93，分子量為100.0 kDa；膨潤土負(fù)載CTA-CTS的凈洗機理主要是通過吸附作用破壞浮色染料在織物和水溶液中的分配平衡，使浮色染料不斷向水溶液中遷移，直至達(dá)到新的平衡；膨潤土負(fù)載CTA-CTS對活性染料染色織物的凈洗可以達(dá)到目前常規(guī)凈洗劑的凈洗效果，而凈洗殘液的吸光度值和CODCr值接