棉用活性染料耐碱性的研究开题报告

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1、开题报告棉用活性染料耐碱性的研究1选题的背景、意义我国是染料生产和应用大国。随着我国国民经济的发展，印染行业规模不断扩大，活性染料在纤维素纤维用染料中具有重要的地位。提高产品质量，降低生产成本，减少工艺流程是每个企业所追求的目标，为将这个目标付诸实现，大家都在不断地开发新的工艺、新的助剂、新的染料【1】。目前真丝产品染色和印花绝大多数使用的是酸性和直接染料，其湿处理牢度普遍较差【2】。而活性染料是唯一能与蚕丝纤维以共价键结合的反应性染料，其键能远大于氢键、范德华力，因而应用活性染料染色有望从根本上解决蚕丝织物的水洗牢度问题。活性染料是纤维素纤维染色最重

2、要的染料之一，是棉染色中最常用的染料，其消耗量也呈上升趋势，预计这个势头在今后几年中仍将保持。活性染料之所以受欢迎，是由于其价格适中，色泽鲜艳、匀染性好，色谱齐全，得色量高，以及合适的色牢度，且大部分属于环保型染料。其唯一的缺点是染料的水解问题【3】。通常在碱性条件下染料在棉上固着，而这一碱度促进了染料与水的反应，导致其失活。失活的染料，也即水解染料，不能与棉发生反应，从而造成相当部分染料被损耗。水解染料与基质发生物理粘附，直到水洗处理阶段被洗除，因而造成水洗牢度问题。染料的水解分解从生产时就开始发生，在烘燥和研磨时仍继续。染料水解的程度取决于其分子中

3、的活性基团和发色团。水解染料，只是原来活性染料中不稳定的原子或基团被羟基所取代，其扩散和吸附性能与原来的活性染料非常相似，因此容易扩散进入纤维，并吸附其表面。在碱性染色阶段的最后，当活性染料无论是与水，还是与纤维反应，被全部消耗后，又建立了一个新的平衡，即水解染料在纤维与染浴中的分配平衡，其模式与活性染料在中性溶液中的分配类似。这一阶段，纤维上含有大量化学结合的染料。为了获得高湿牢度的染色产品，水解染料必须在最后的水洗过程中从纤维上洗除。在实际的反应体系中，影响活性染料水解速率的因素有许多，如染浴pH值、温度、染料浓度和电解质浓度。水解问题是影响棉纤维

4、固色率提高的重要因素之一。研究染浴pH值、温度、染料浓度和电解质浓度等因素对活性染料水解作用的影响，进而对提高染料固色率和利用率有着极其重要的意义。目前，国内外对单乙烯砜型活性染料及单均三嗪型活性染料的水解动力学已经有大量研究报道，而对混合类型活性染料的水解特性报到相对较少。开展对M型、KN型及其它混合型等活性染料的耐碱性、水解特性等研究，对提高相应染料的染色性能具有重要作用。2相关研究的最新成果及动态112.1活性染料的分类活性染料根据其带有的反应性基团的不同而分为若干系列【4】：（1）X型：染料分子中含有二氯均三嗪活性基，活性较高，染色及固色温度较

5、低(20~40℃)，为普通型或低温型。其特点为匀染性较好，稳定性较差，不耐酸性水解，不宜染深色，固色率约60%。（2）K型：染料分子含有一氯均三嗪活性基，由于三聚氯氰中的两个氯原子为其它基团所取代，活性较X型低，染色固色温度较高(80~100℃)，也称“热固型”染料。和纤维亲和力大，可染深色，固色率约60~90%。印花和轧染。（3）KN型活性染料含有羟乙基砜硫酸酯反应基团，属于中温型活性染料。染色温度40-60℃，适用于棉布卷染染色，冷扎堆工艺染色，以及防拨染印花的底色；也适用于麻纺织品的染色。（4）M型：染料分子含有一氯均三嗪和β-羟乙基砜硫酸酯的双

6、活性基染料，反应活性强，耐酸耐碱稳定性高于K和KN型，固色率高。适用于棉、麻中温染色及印花。（5）KE型活性染料含有双活性基团，属于高温型活性染料，适用于棉、麻织物染色。固色牢度高，得色丰满。2.2活性染料固色机理活性染料的固色：是在一定的碱性和温度条件下，染料的活性基团与纤维发生反应形成共价键结合（简称键合），而固着在纤维上的过程。由于染料活性基不同，其键合机理也不同：（1）亲核取代键合机理：如均三嗪型与纤维素纤维的作用。以二氯均三嗪类活性基与纤维素纤维的反应为例（与氯相连的碳原子电子云密度低，能形成易接受纤维素负离子进攻的反应中心，从而发生亲核取代

7、反应），第一步：纤维素负离子的亲核加成反应，生成不稳定的中间产物；第二步：C-Cl键的离解，氯以氯离子形式进入溶液。一个氯被取代后，与另一个氯相连的C原子电子云密度提高（因为纤维素负离子具有供电性），取代反应不易进行。高温强碱下，还可能与纤维素负离子进一步发生键合反应。代表性均三嗪型活性染料固色机理示意图如下：11（2）亲核加成键合机理：如乙烯砜型与纤维素纤维的作用。它的活性基团为β-乙烯砜硫酸酯，碱性条件下，砜基具有较强的吸电子性，使得α-C上的H比较活泼而容易离解，硫酸酯的吸电子性使C—H键具有极性，容易断裂，发生消去反应，生成乙烯砜基。乙烯砜型活

8、性染料易爱亲核试剂的进攻，发生亲核加成反应（砜基电负性较高，Β-C电子云密度较低）。乙烯砜型活