应用阳离子改性剂DMA-AC对亚麻织物进行接枝改性

1、齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸摘要本实验应用阳离子改性剂DMA-AC对亚麻织物进行接枝改性，采用活性染料上染改性和未改性的亚麻织物，比较它们的K/S 值，并介绍了阳离子改性剂 DMA-AC的作用机理，研究了染色工艺条件对接枝改性亚麻织物染色性能的影响（其中包括温度、碱剂、盐量、和染料用量的影响），并通过正交实验得出接枝改性亚麻织物染色的最优方案，即在低盐及少量染化料的染色工艺条件下染色，且通过验证实验证实经此优方案染色的亚麻织物的 K/S 值提高了 25%，证明了活性染料染接枝改性亚麻工艺可实现提高染料的利用率，节约染化料的用量，为工厂生产降低成本，并减少了染整加工过程中对环境造成的污染，

2、有效的实现了节能降耗，为经济环保型生产打下了良好的基础。关键词：阳离子改性剂活性染料K/S 值亚麻I齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸AbstractThis experiment carries on the stem grafting modification applicating ofcationic modifying agent DMA-AC to linen textile, and uses on the reactive dyes to dye the modification and unmodified linen textile, compared with their

3、s K/S value, and introduced the cationic modifying agent DMA-AC action mechanism, and studies the condition of the dyeing progress toaffected the stem grafting modified linen textile, including the temperature, the neutralization agent, the salty quantity, and the using amount of the dye, and obtain

4、ed the excellent project of the stem grafting modified linen textile through the orthogonal experiment, namely ,dyeing in the low salt or under the dyeing technological conditions with little dye and chemical agent, which through the confirmation experiment confirmed that the dyed linen textile K/S

5、value enhanced 25% after this superior project, and proved that thesuperior can enhance the ultilties of dye, saved the using amount of dye and chemical agent.This progress reduces the cost for the plant and reduced the pollution of dye in the entire process of dying and finishing which created to t

6、he environment,also realized the energy conservation and fallen consumes effectively.This excellent progress has built the good foundation for the economical environmental protection production.Key word: cationic modifying agentreactive dyesK/S valuelinenII齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸目录摘要 . IAbstract . II第 1 章

7、绪论.11.1本课题的研究意义 .11.2国内外研究现状 .11.3本论文的研究内容 .21.4本课题预期取得的成果 .3第 2 章实验部分 .42.1实验材料及药品 .42.2实验仪器 .42.3实验内容 .52.3.1实验步骤 .52.3.2测试方法 .9第 3 章 实验原理 .103.1亚麻纤维结构越染色性能的关系 .103.2亚麻接枝改性的原理 .103.3活性染料染色机理 .11第 4 章结果与讨论 .154.1阳离子改性后的亚麻织物的染色性能的变化 .154.1.1固色温度对染色性能的影响. 154.1.2盐对染色性能的影响 .174.1.3碱剂对染色性能的影响 .204.1.4染

8、料用量对 K/S 值的影响 .224.2染色牢度 .244.3正交实验与结果分析 .24结论 .27参考文献 .29致谢 .错误！未定义书签。III2 。齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸第1章绪论1.1本课题的研究意义随着人们追求绿色环保时尚潮流的兴起，亚麻织物作为绿色环保生态纤维产品，具有天然抑菌，护服保洁，屏蔽紫外线辐射，穿着凉爽舒适，防静电，耐晒，耐磨等特点，是其他纺织品所不可比拟的。其优良的服用性能，越来越受到广大消费者的喜欢。但是亚麻特殊的化学组成和物理结构使亚麻织物存在手感板硬、易皱、染色不鲜艳，染色性能较差等缺点，在某种程度上制约了亚麻服饰和装饰用高档面料上的应用，改善亚麻的染

9、色性能，近年来引起了国内外纺织染整科技工作者的广泛关注。1.2国内外研究现状国外亚麻纺织染整工艺较为先进，尤其注重亚麻原料加工业和亚麻纺织业方面。近几年来，开始推广具有沤麻时间短，混合出麻率高，无需污水处理的快速沤麻的新工艺。 工艺和装备的更新， 不仅在保护环境，节约能源，提高纤维质量以及在改善劳动条件，减轻劳动强度和生产连续化上下了大功夫，而且普遍注意了亚麻的综合利用，对后整理工艺进行了改进。国外的亚麻织物产品已向服装、装饰、产业三个领域进行合理调整。 Reeves和GUTHRIE报导了杜邦公司和 GAMBLE在变性纤维上进行的染色试验。 EINSELE 研究了变性棉纤维用一氯均三嗪活性染料

10、的染色，发现在微酸或中性条件下，不必加盐就可获得良好的吸收和固着目前，西欧发达国家凭借高纯度的染化料和染整助剂，并配之以先进的染整工艺设备和工艺技术，将亚麻纺织产品进行深加工，其价格高于我国同类产品两倍以上，而我国经过十多年的努力，虽然在行业上能力上规模方面发展很快，但在产品上档次上水平方面却做的很不够，亚麻染1齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸整技术的研究需要有重大的决定性的突破。我国是一个纺织品出口大国 , 从 1930 年代早期直至目前为止已提出了许多工艺来提高亚麻的上染率。早期的方法是采用季铵化合物，具有醚键的阳离子化纤维素，可以通过羟基与其他化合物导致与相反电荷的染料分子形成离子键。

11、另一种方法是环氧化合物在碱性条件下与纤维素纤维反应，这在纺织品印花和树脂整理中已被广泛应用了12。目前亚麻染色业使用高浓度盐作促染剂和固色剂，不仅对环境造成污染；同时由于上染率、固色率低而造成染料浪费，增加了产品成本等缺点。我国从 20 世纪 60 年代开始纤维素接枝共聚的研究， 到 80 年代接枝共聚物的研究取得较大的进展。近年来改善亚麻染色性能的方法大致有：改变纤维的物理形态和微结构，使其染色性能发生变化。例如利用强碱对织物进行丝光，利用酶处理的方法，还包括用液氨、铜按溶液、磷酸处理，均会改变亚麻纤维的微结构，甚至引起晶形变化，导致染色性能有所改善。另一种改性是对纤维表面进行改性，这包括物

12、理、物理化学、以及化学方法，例如低温等离子体处理、表面化学接枝等，纤维表面改性后也会引起染色性能发生改变。还有一种方法就是对整个纤维包括表面和内部进行化学改性。例如亚麻的胺化改性、氨基聚合物改性、活化改性等，这种改性一般会引起亚麻染色性能的更大改善 2 。目前，染整行业的发展正趋向于经济环保型，况且亚麻纺织品的发展前景广阔，因此探索适用于亚麻的染色工艺对提高亚麻染色性能有着重要意义。1.3本论文的研究内容采用阳离子改性剂 DMA-AC 对亚麻织物进行接枝改性，使用活性染料：活性黄 3RS 上染亚麻织物； 经单因素实验， 确定活性黄 3RS 上染亚麻织物的染色性能并通过正交实验选出适合接枝改性亚

13、麻织物的染色性能的最佳方案；对比接枝改性亚麻和未接枝亚麻并测其颜色强度及皂洗牢度。2齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸1.4本课题预期取得的成果亚麻织物存在手感板硬、易皱、染色不鲜艳，染色性能较差等缺点难于染色的问题，本实验经过阳离子改性剂 DMA-AC 对亚麻织物进行接枝改性，并采用含有双活性基的活性黄 3RS 活性染料上染亚麻织物，通过对不同工艺条件进行单因素分析，探讨亚麻织物经接枝改性后的染色性能，并确定适合改性亚麻染色的最佳工艺条件；本实验的目的在于：亚麻织物经接枝改性后，此举不仅要改善亚麻的染色性能，使其固色温度降低，减少染料和盐的用量，并因此而节能降耗，减少染整加工过程中对环境造成

14、的污染。3齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸第2章实验部分2.1实验材料及药品织物：经前处理的纯亚麻布， 齐齐哈尔金亚基团； 药品：活性染料：活性黄 3RS，结构式：SO 3 NaNN NNHNHNNNaO 3 SSO 3 NaNHCONH 2SO 2 CH 2 CH 2 OSO 3 NaCl化学式： C28H20CIN 9O16，分子量： 865.92，性状：砖红色粉末，可溶于水，溶解度为 130g/L（ 25） 4 ；氯化钠（分析纯），化学式：NaCl ，长春化学试剂厂；无水碳酸钠（分析纯） ，化学式： Na2CO3,，西安化学试剂厂；碳酸氢钠（分析纯） ，化学式： NaHCO3 ，精制；

15、氢氧化钠（粒状）（分析纯），化学式： NaOH，天津市科密欧化学试剂开发中心；环氧氯丙烷（分析纯），化学式： C3H5ClO ，分子量： 92.52，天津市科密欧化学试剂开发中心； 二甲胺（化学纯），化学式： C2 H7N，分子量： 45.08，沈阳市东兴试剂厂。2.2 实验仪器轧车（实验室用轧车）；干燥箱： 101 2 型，最高工作温度： 300，产地：上海市实验仪器总厂； 电子恒温水浴锅： 温度范围： 37 100，温度波动度：1，产地：天津泰斯特仪器有限公司； 电子天平：BS223S：最大载荷： 220g，分度值： 0.001g，产地：北京塞多利斯仪器系统有限公司；搅拌器： JJ-2 增

16、力电动搅拌器： JJ-2100w，产地：江苏省金坛市医疗仪器厂；电脑测色配色仪： GretagMacbethTM ColorEyeR2180UV，产地：台湾瑞比公司；耐洗色牢度实验机： SW-12A型，产地：温州大荣纺织标准仪器厂制造。4齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸2.3 实验内容2.3.1实验步骤1. DMA-AC的制备DMA-AC （1，1-二甲基 -3 羟甲基氯化氢杂环丁烷） 是由将二甲胺放置在圆底烧瓶内，冷却到 0-5，并在 20 分钟内缓慢滴入与二甲胺等摩尔的表氯醇，上述反应必需放在 0-5 的条件下搅拌 2 小时，然后再加热至 20，并保温 16 小时，这样生成的液状产物能完

17、全溶解于水中，成无色水溶液，其反应过程如下：CH3OCH 3NH+ ClCH2CHCH2N(DMA-AC)CH 2 ClOHCH3二甲胺表氯醇2. 聚合物和活性化合物的施加轧烘焙法：用实验室轧车将织物在轧辊间轧至压余率为80%，再用烘箱在 100下烘干，烘干后在200下焙烘一分钟。3. 探索实验活性黄 3RS由化工产品手册查得其结构与性状，该活性染料属于型活性染料，但未知其染色性能，尤其是固色温度未知，故对该染料进行探索实验研究，找出其最佳染色温度，即上染率最高的染色温度。根据传统的活性染料染色工艺：工艺处方：NaCl(g/L)40Na2CO3(g/L)20染料量（ o.w.f）2%浴比1：

18、305齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸工艺曲线：X 型：15 分钟15分钟15 分钟30-45 分钟20-30后处理（注 1）起染 1/2NaCl1/2NaCl加碱（固色）KN 型：607030-45 分钟15 分钟 15分钟 15分钟加碱（固色）后处理40（注 1）起染1/2NaCl1/2NaClM型：80-9030-45 分钟15 分钟15 分钟15 分钟60-70 加碱（固色）后处理起染 1/2NaCl 1/2NaCl（注 1）初步设定活性黄 3RS的染色工艺曲线：固色温度（注 2） 30-45分钟15 分钟 15分钟 15分钟40加碱（固色）后处理起染1/2NaCl1/2NaCl（注

19、 1）注 1：后处理：热水洗（ 80）、皂煮（ 1g/L 肥皂， 95）、冷水洗注 2：固色温度： 50、 60、 70、 80、 90工艺流程：经前处理的亚麻布染色水洗、皂煮、水洗6齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸经实验证实该活性染料的最佳染色工艺条件：起染温度： 40;NaCL:30g/L;Na2CO3:20g/L; 固色温度为： 60 工艺曲线：6030-45分钟4015分钟15分钟 15分钟加碱后处理（固色）（注 1）起染1/2NaCl1/2NaCl4. 单因素变量实验已接枝和未接枝的亚麻织物染色性能的对比实验(1)温度对 K/S 值的影响固色温度： 50、 60、 70、 80、

20、90其他工艺条件不变： NaCL:40g/L ，Na2CO3:20g/L，染料量：2%（ o.w.f）(2)盐量对 K/S 值的影响盐量： 0g/L 、10 g/L 、20 g/L、 30 g/L、40 g/L其他工艺条件不变：固色温度：60， Na2CO3:20g/L，染料量： 2%（ o.w.f）(3)碱剂对 K/S 值的影响碱剂（ 20g/L）：NaOH、 Na2CO3、NaHCO3其他工艺条件不变：固色温度：60，盐量： 30 g/L ，染料量： 2%（ o.w.f）(4)染料量对 K/S 值的影响染料量 :0.4%、0.7%、1.0%、1.3%、1.6%其他工艺条件不变： 固色温度：

21、 60，盐量：30 g/L，碱剂（ 20g/L）：Na2CO3，染料量： 2%（o.w.f）5. 正交实验 8染色工艺的制定首先要进行小样试验，但要优选出最佳染色工艺,还必须进行若干次试验。试验安排得好 , 不仅试验次数少且效果好；, 反之，次数既多结果还不理想。尤其是染色工艺的试验，其工艺条件, 助7齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸剂用量等因素很多，试验结果考虑的指标又多，何合理安排试验方案，优选出最佳染色工艺 , 达到成本低 , 效果好的目的。表 2-1单因素水平表水平因素A( 温度)B(盐量)C(碱剂 )/D(染料用/ （）/(g/L)(20g/L)量 ) /(%)15020NaOH1

22、.026030Na2CO31.337040NaHCO1.63表 2-2正交实验表实验序号ABCD1111121222313334212352231623127313283213933216. 验证实验 :染色工艺： NaCl（g/L ）：20Na2CO3（g/L ）：20染料用量（ o.w.f ）（%）：1.38齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸染色工艺曲线：7030-45分钟加碱后处理40 15 分钟15分钟15分钟（注 1）起染1/2NaCl 1/2NaCl2.3.2测试方法1.K/S 值的测定 14准备好标准样（未经染色的亚麻原布）和染样，通过电脑测色配色仪在不同角度测定标准样和染样的反

23、射率的值， 并取平均值，记录数据，再按下式计算：(1R)2(1 R0)2K / SR2 R0（式 2-1 ）2式中 R光没有透色时的反射率（取下的值） ；R0标准样的反射率；2. 耐洗色牢度测试将接枝改性亚麻经染色及未接枝亚麻染色进行织物的皂洗牢度的测试。然后按照 GB 251-1995评定沾色灰色样卡评定这两种亚麻织物的皂洗牢度。9齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸第 3章 实验原理3.1 亚麻纤维结构越染色性能的关系亚麻属植物韧皮纤维，亚麻纤维的化学组成极为复杂，总的可以分为纤维素纤维和非纤维素两类。而纤维素是构成亚麻纤维的主要成分，其含量为： 70%-80%。纤维素是由许多葡萄糖连接起来

24、的大分子，在每根纤维中，存在着许多结合体结构，其中结晶区，非结晶区及纤维的取向度、倾角是影响纤维性质的主要因素。非纤维素成分包括半纤维素（ 12%-15%）、果胶物质（ 1.4%-5.7%）、木质素（ 2.5%-5%）、蜡质（ 1.2%-1.8%）、灰分（ 0.81%-1.3%）、含 N 化合物（ 0.3%-0.6%），存在于亚麻的单纤维细胞之间，将单纤维粘结在一起 13 。亚麻中伴生物的存在制约了纤维的光泽、柔软性、弹性、可纺性和印染的着色性能。果胶对亚麻纺织影响很大，果胶是亚麻单纤成束的必要物质，脱胶量要控制好，如果去除过多，纤维素被破坏，强力会大大下降，果胶含量多，手感粗硬毛效差，影响染

25、料上染及牢度。木质素的存在影响染料与纤维素的结合，影响上染率、牢度及色泽。脂腊含量高，亚麻的吸湿性差、毛效低，染色时，脂腊阻碍染料向纤维扩散。亚麻纤维大分子之间各个基团的结合力饱和，大分子排列方向与纤维取向度高，纤维吸湿困难，基于亚麻的各种化学物理性质使得亚麻织物难于染色 91011 。3.2亚麻接枝改性的原理亚麻接枝是通过化学反应将一类高分子单体接枝到另一类高分子链上，在接枝点上生成新的化学链，接枝高分子具有接枝主链（母体）高分子及接枝支链高分子的综合特性 1 。纤维大分子上接枝聚合物的数量越多，接枝改性效果就好，因此改善了亚麻织物的染色性能。本实验合成的低分子量二甲基氯化氮杂环丁烷（DMA

26、-AC ）这一化10齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸合物完全溶于水。在中性条件下，亚麻纤维经接枝处理的作用机理可解释为：阳离子改性剂（ DMA AC ）与亚麻纤维形成二甲胺羟基氯丙烷CH3NCH 2CH(OH)CH 2OCellCH3；阳离子改性剂（ DMA AC ）自身形成中等分子量的齐聚物， 该齐聚仍能透入纤维。二甲胺羟基氯丙烷溶于水后叔胺基带上正电荷与水溶液中带负电荷的产生引力，增强了纤维素分子链与染料分子间的亲和力，使其易于上染，而水溶液中的羟基带负电荷，类似活性染料这样的负电荷的染料分子，这样就与纤维素分子间产生了电荷排斥力，在理论上和实际中都必须在染浴中加大量的盐，来屏蔽电荷斥力

27、，增进上染。3.3活性染料染色机理活性染料分子和一般水溶性染料不同的地方是具有一个（或两个）可与纤维反应形成共价结合的活性基。但是与其他的染料一样，在上染纤维时也存在一个上染过程，其染色基本理论与其他的染料相似3 。活性染料的上染过程简述为以下几个阶段：染料随着染液的流动到达纤维表面的边界扩散层。此阶段易进行，只需保持染液适当流动（或搅动），染料分子就会不断的向纤维界面移动。在此染液层中，染料已很难靠染液的流动来接近纤维表面，而主要靠自身的扩散去靠近纤维表面；染料通过扩散边界层，被纤维表面进行吸附：染料在扩散边界层中靠近纤维到一定距离后，染料分子迅速被纤维表面表面所吸附，染料分子和纤维表面分子

28、间发生氢键、范德华引力结合。与此同时，染料阴离子和纤维表面的负电荷也存在库仑引力，只有当染料分子吸引力大于斥力时，才可接近纤维表面；染料从纤维表面扩散到无定性区的内部：染料吸附到纤维表面后在纤维内外形成一个浓度差，因而可以向纤维内扩散。这种扩散直到纤维和溶液间的染料浓度达到平衡，纤维内外染料浓度相等即透染为止，此阶段是决定上染速率的主要步骤 6 。活性染料的反应性能主要决定于分子中的活性基，此外也和母体染11齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸料，连接基有关。活性黄 3RS 染料是具有一氯均三嗪活性基通过亚胺基（ NH）连接乙烯砜活性基。 乙烯砜基通常以稳定的硫酸酯形式存在。在染色过程中遇碱发生

29、消除反应，生成活泼的乙烯砜基，然后再和纤维素发生亲和加成反应。它和纤维素及水的反应可表示为：OODOH -CH 2OSO 2NaSCH 2CH 2OSO 2NaDSCHOOOODOH -SCH -SCHCH 2DCH 2OHH +OOH +CellO -OODSCH -CH 2OCellDSCH 2CH 2OHOOODSCH 2 CH 2OCellO一氯均三嗪活性基发生亲核取代反应：ClOCellN-CellO-NOCellNDNHND NHNDNHN+-ClNNNCl-ClOHN-NOHNDNHOHNDNHNDNHN+-ClNNN氯原子被纤维素阴离子取代是染料的固色反应；被羟基取代是染料的水

30、解反应 5 。活性染料上染亚麻，除了发生吸附和扩散外，还同时和亚麻纤维、12齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸水反应，纤维素和水都是作为亲核试剂参加反应的。亚麻纤维是一种多糖化合物，分子链主要由葡萄糖剩基组成，亲核反应性比水强，在碱性介质中主要是羟基和纤维素阴离子和染料发生反应，纤维素阴离子和染料的亲核反应比前者强。本实验采用浸染, 染色过程一般分为两个阶段：第一阶段，染料尽可能均匀地上染到纤维上；第二阶段，当染料上染到接近于平衡时加入碱剂，提高染液 pH，加快染料与纤维的反应 5 。活性染料在染色过程中受碱剂、 盐的用量、染料浓度和温度因素的影响较大，对接枝改性后的亚麻纤维主要考察以上因素。

31、该染料分子具有两个活性基，由于空间阻碍等因素，两个活性基全部参加反应，与纤维形成共价结合将受到一定的限制，只有部分染料可能发生，较多的情况是一个活性基（主要是乙烯砜基）与纤维形成共价结合，另一个活性基发生了水解。由于有两个活性基与纤维反应，反应形成共价结合的机率较高，并且一氯均三嗪和乙烯砜基两个活性基的同时存在，可以产生性能上的互补。因此，固色率较单活性基的高。影响活性染料与纤维素反应因素，除了染料活性基的结构外，还包括染料的直接性能、扩散性能以及染液的 PH 值、温度、电解质、助剂和浴比等因素 5 。活性染料的直接性和扩散性能主要取决于染料母体结构， 也和染料结构中的活性基、连接基有关。活性

32、基越大，特别是卤代杂环活性基对直接性有一定的提高，活性染料的直接性越高，染料上染量也越多，也就越有利于染料和纤维的反应，但染料的直接性越高，匀染性就越差，产生的水解染料也不易洗除，所以直接性不宜太高。PH 值对染料和纤维反应的影响非常大，当PH 值约大于 10.5 后染料对纤维的直接性急剧下降。染料直接性降低的主要原因是PH 增高后纤维素电离程度增加，纤维素羟基离解的数量增多，对染料阴离子斥力增加，提高染料 PH 值固然可以提高染料和纤维素的反应速率，但水解速度增加的更快。 由此可以看出， 活性染料的同色应在碱性溶液中进行，碱性不应太强，否则水解染料增多，而且反应太快还容易引起染色不匀和不透。

33、温度也是影响反应的一个重要因素。提高温度会使染料的水解以及13齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸染料和纤维的反应速率都提高，但是对染料的水解速率的影响比染料和纤维的反应速率更为显著。盐的作用是影响反应的另一个因素。加入盐可提高染料的直接性，纤维素纤维在碱性溶液中带有较多的负电荷，盐的加入，促使染料上染显著，染料的直接性和固色率随着溶液浓度增加而不断增加。活性染料和纤维素离子都带有负电荷，因此增加盐的浓度，纤维表面的负电荷被屏蔽，促使染料上染。当盐的浓度过高时，染料在染液中发生聚集或沉淀，对固色反应不利。活性染料对纤维素纤维染色时，应在接近中性上染，碱性条件下固色，这样不但可获得高的固色率，而且

34、有良好的可染透染效果。14齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸第 4 章 结果与讨论4.1 阳离子改性后的亚麻织物的染色性能的变化4.1.1固色温度对染色性能的影响控制 NaCl：40g/L， Na2CO3：20g/L，染料量： 2%（o.w.f）工艺条件不变，采用由探索实验得出的染色工艺进行染色，但固色温度不同。表 4-1接枝与未接枝样品的 K/S 值的比较固色温度（）K/S 值增加百分率接枝未接枝/（%）505.45205.0398.20605.79305.53564.65706.10805.66386.17806.01325.439610.54904.94174.355213.47由表 4

35、-1 可知，在相同温度下，接枝亚麻的 K/S 值明显高于未接枝亚麻的 K/S 值。其中， 50时， K/S 值提高 8.20%；60时， K/S 值提高 4.65%；70时， K/S 值提高 6.17%；80时， K/S 值提高 10.54%；90时，K/S 值提高 13.47%，并且在 70时，接枝的样品的 K/S 值得到最大值。而当温度高于 70时， K/S 没有明显的提高、反而有所下降。这些现象的原因可解释为：温度较低时，染料在溶液中容易聚集。已经知道只有单分子染料才能吸附和扩散进入纤维，聚集必然会降低染料与纤维的亲和力；其次，可能是低温不能使阳离子改性剂达到与织物接枝的活化能；温度很高

36、时，水解染料的速度大于染料和纤维的反应速率；其次，阳离子改性剂在高温时分解或结构被破坏。活性黄 3RS是一种一氯均三嗪乙烯砜双活性基染料，与纤维素纤15齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸维反应活性高，一般适宜于 60染色。从图 4-1 中可知，未接枝亚麻织物的 K/S 曲线 : 高温较低温时时的 K/S 值低在 70时未接枝亚麻的 K/S值达到峰值。染料在低温时上染速度较慢，加碱后，染液的pH值增高，染料与纤维的反应速度提高较快; 温度较高时，染料的上染速度较快，不过染料的直接性降低，加碱后上染速度提升不多。接枝亚麻的K/S 值曲线的趋势与未接枝亚麻织物的类同，但接枝亚麻的颜色强度明显高于未接

37、枝亚麻的颜色强度。6.36.05.75.4S/K 5.14.84.54.2接枝未接枝50556065707580859095温度()图4-1 温度对 K/S 的影响比较 50时的接枝织物 70时的 K/S值提高较大，由于染料扩散速率是随温度而改变的，低温时染料扩散速度较低，染料与纤维、接枝液的的反应速度都较低，加碱后促使了亚麻纤维素羟基的离子化，同时接枝后，为亚麻纤维提供了更多的染座，加快染料的上染 ; 当温度较高时，染料扩散速度较快，固色时在纤维上固着的染料量减少，故改性后接枝亚麻 K/S值比同温度条件下未接枝织物都有所提高，50时提高 8.20%,16齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸60

38、时提高 4.65%, 70 时提高 6.17%， 80时提高 10.54%，90时提高13.47%。在纤维里，阻碍更多，只有那些具有足以克服这种能阻的分子才能从一处向另一处扩散，因此扩散就更为缓慢了，这种具有足以克服扩散能阻的活化分子的数量随着温度的升高而增加，因此，温度升高有利于染料的扩散和上染，但当温度升高到一定程度后染料水解程度增加，使上染率下降 ; 而改性后织物与染料的反应性增加，即使在低温时染料对纤维的上染提高程度也很明显。因此为避免温度升高后对接枝物上染率的影响，故将染色温度控制在60-70 较为理想。因此， DMA-AC 接枝改性的亚麻织物固色温度选择在 60-70时为最佳。4.

39、1.2盐对染色性能的影响改性前后亚麻织物用活性黄3RS 染色，染色工艺按探索实验得出的染色工艺进行，控制固色温度：60， Na2CO3：20g/L ，染料量： 2%（对织物重）工艺条件不变，使 NaCL 的量发生变化：用量分别： 0g/L、10g/L、 20g/L、30g/L、 40g/L。表 4-2 NaCl 对 K/S 值的影响NaClK/S 值增加百分率(g/L)接枝未接枝/（%）05.10604.453814.83105.28604.796610.21205.93114.921917.89305.79305.031112.40405.52835.12204.51从表 4-2 可得在同样

40、染色条件下，NaCl 用量为 30g/L 时，经接枝样品的 K/S 值为最大，与未接枝亚麻的用盐量相比， 可节省一半的用盐量。在同等盐量的情况下，很明显的经接枝改性的样品的K/S 值高于未接枝改性样品的K/S 值，尤其是当加入大量的盐（40 g/L ），未接枝亚麻的17齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸K/S 值有较大幅度的提高。在无盐条件下，接枝亚麻的K/S 值高于用盐量为 20g/L 和 30g/L 时的未接枝亚麻的 K/S 值，说明接枝后的亚麻织物可在低盐，甚至在无盐的条件下进行染色。未接枝的亚麻布用阴离子染料染色时，染料与纤维之间存在着较强的负电荷相斥作用，染料难以接近纤维表面，不利于

41、染色的进行，需要加入较多的电解质进行电荷屏蔽来促染，以提高染料的上染率。活性黄 3RS 存在磺酸钠基团，有助于活性染料在水溶液中溶解， 使活性染料能够在水性介质中染色， 另一方面：NA+ 会在纤维表面作扩散层分布，染料的色素阴离子在向纤维表面转移的过程中，首先受到的是纤维表面对染料阴离子的排斥作用，只有那些具有足够的染料阴离子才能克服库仑斥力，进入范德华力起主要作用的范围内，才能使染料阴离子被纤维表面吸附，这样染料的分子才能借助纤维与纤维表面的浓度差完成上染过程。钠离子对纤维表面的负电荷起遮蔽作用，降低了染料阴离子向纤维表面转移的能阻，因此，会有更多的染料分子被纤维表面吸附。6.2接枝6.0未

42、接枝5.85.6S5.4/K 5.25.04.84.64.44.2051015202530354045盐的用量 (g/l)图4-2盐的用量对 K/S的影响18齐齐哈尔大学毕业论文(设计)专用纸从图 4-2 中的曲线可知，在盐的用量为 Og/L时，未接枝织物的 K/S 值很低，随着盐浓度的增加，第一阶段的上染率逐步提高 ; 当盐浓度分别为 0g/L 、10g/L 、 20g/L 、 30g/L 、40g/L 时，其 K/S分别增加 14.83%, 10.21 、17.89%、12.40%和4.51%。加碱后促染效果明显，上染和固色同步进行。接枝织物由于接枝剂与染料有亲合力，接枝亚麻织物的 K/S

43、值均高于未接枝改性亚麻织物。接枝亚麻织物在盐用量是 0g/L 时的 K/S值与未接枝改性亚麻在用盐量为 40g/L 时的 K/S值相接近。可见，也可以实现无盐上染亚麻织物。 当用盐量为 20g/L 时，K/S值达到最大， 得色最深。此后，用盐量加大后，接枝亚麻的 K/S值呈下降趋势。当盐浓度过大会使染料发生凝聚，降低染料的利用率 ; 同时染液废水中盐份过高，会增加环保成本；此结果证明该阳离子接枝改性剂，增加了纤维表面正电荷。接枝亚麻得色量最深的盐浓度适宜为20g/L 。染料负离子在水溶液中被水合化形成水合物及聚集成胶团结构，使染料负离子的有效浓度下降，减缓了染料向纤维内部扩散的速率，使染料难以向纤维内部扩散。活性染料在染色过程中存在着如下几个平衡过程：染料的平衡过程： D SO3-Na+-3-+ Na+；纤维素纤D SO维的离解平衡： CellOH + OH -CellO- + H 2O；纤维素纤维的离解平衡： CellO-+ NaCellONa；钠离子在纤维表面吸附平衡。NaCl的加入将显著改善上述四个平衡过程，使平衡反应向着有利于阴离子染料上染纤维的方向移动。活性染料和纤维素离子都带有负电荷，加入电解质后，由于减弱了纤维表