涤棉混纺织物剥色方法及其机理的研究（可编辑）

涤棉混纺织物剥色方法及其机理的研究（可编辑） 涤棉混纺织物剥色方法及其机理的研究 声 明 本人郑重声明:所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 或撰写过的研究成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的 法律责任由本人承担。 论文作者签名:―蔓,盘单日期:丝堕―红jL――一 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其 中包括:?学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印 件;?学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文; ?学校可允许学位论文被查阅或借阅;?学校可以学术交流为目的， 复制赠送和交换学位论文;?学校可以公布学位论文的全部或部分内 容 保密学位论文在解密后遵守此规定 。 签 名: 楚氢鼙 日期:幽[皇!笸 拿 导师签名: 日期: 太原理I(人学硕十研究生学位论文 涤棉混纺织物剥色方法及其机理的研究 摘 要 剥色在染整中不可或缺，主要应用在三个场合:染厂染疵后剥色修色、 废旧织物回收剥色再利用、纤维定性定量 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 中剥色。涤棉混纺织物作为 最为常见的一种面料，却一直以来没有一种对其有效剥色的剥色方法。本 论文针对涤棉混纺织物研究了一种行之有效的剥色方法。剥色主要分为三 个步骤:溶胀，染料溶解剥色，对剩余染料进行还原剥色。在溶胀剂的选 择时，本文对从溶解度参数相近 原则 组织架构调整原则组织架构设计原则组织架构设置原则财政预算编制原则问卷调查设计原则 出发，从多种溶胀剂中选择效果最好 的二甲基亚砜;在对染料的溶解剥色时，本文从多种常用的优良的有机溶 剂中选取了D?;还原剂择选择了比保险粉有着更高还原电位，且更加环 保的易存储的二氧化硫脲。接着对各试剂分别进行了单因素实验和正交试 验，得出各成分的最佳配比。在剥色时发现，第一步溶胀时，会起到第二 部溶解剥色的目的，所以本文将新研究的剥色方法分为两步法和三步法， 两步法即溶胀后直接还原剥色，三步法则是溶胀、溶解剥色、还原剥色， 针对两种方法的最佳工艺条件进行了探讨。最后得出结论: 1 两步法最佳配比:以1质量份的织物为参考，溶胀剂二甲基亚砜 需16质量份，还原剂二氧化硫脲需O(004质量份。最佳工艺条件:溶胀温 度120?，溶胀时间40分钟，剥色温度100?，剥色时间30分钟。 2 三步法的最佳配比:溶胀剂二甲基亚砜16质量份，分散染料剥色 剂D姗为14质量份，还原剂二氧化硫脲为0(02质量份;最佳工艺条件: 太原理I:人学硕十研究生学付论文 100?，剥色时间均为30分钟。 由于在溶胀和溶解剥色时，二甲基亚砜和DMF都是发生的物理反应， 且均使用了单一的试剂，可以对其进行回收后再剥色。研究发现两者回收 率分别能达到98,和99(3,，而且回收实际的剥色效果只是比原试剂的剥 色效果略微差了一点点，基本无异。 论文最后对本剥色方法的机理进行了探讨:二甲基亚砜对涤棉织物的溶 胀主要是对其中的涤纶成分进行溶胀，以小分子优势进入涤纶纤维的无定 型区后，改变内部的分子链段的取向，破坏了涤纶分子紧密的结构，溶胀 后体积膨胀，结构松弛，方便剥色试剂进入而充分剥色;分散染料的溶解 剂溶解度参数相近原则，除此之外，还符合极性相似相容原则和溶剂化原 则，从而DMF为分散染料的优良溶剂;二氧化硫脲对剩余染料的还原剥色 主要是对其中的发色基团进行还原，使之结构发生变化而消色。 关键词:涤棉混纺织物，剥色，二氧化硫脲，二甲基亚砜，Dm 太原理f(人学硕十研究生学位论文 STUDYONTHESTRIPPINGMETHODOF POLYESTER,COTTONBLENDED FABRlCANDITS MECHANISM ABSTRACT Dec010rationis inthe and usedin indispensabledyeing6nishing，mainly thee forthefabricwith beforethe places:stripping dyeing defect，stripping of waste in and fabric， reusingrecychng strippingqualitatiVequantitatiVe forthe6ber(Inaccordancewiththe ofsimilar analysis principle s01ubility the sulfoxidefrom asthe parameters，chosedimethyl manyswellingagents ofthis a ofexcellent method;From swellingagent stripping Variety organic solVent DN正Fas thiourea of，select solubilitypropertystrippingagent;Take dioxideas with reducingstrippingagent(ThenrespectiVelyexperimentthrough a methodand methodforeach single―factor orthogonalexperiment reagent，and thatthe thebest ofdif-ferent isfound get proponion component(Whentesting，it can the in this swellingstep play part solubilitypropertystripping(Sopaper blendedfabricintoTW0 diVidedthenew methodforPET,cotton stripping and STEPmethod(TheTW0STEPis and STEPmethodTH口陋E swelling reduction theTH口REESTEPis stripping，while swelling， solubilityproperty andreduction theconclusionisdrewasfollows: stripping stripping(And The ofTWOSTEPis a for 1 optimalproportion that，takingportion 太原理I1人学颂十研究生学位论文 dioxideis16to0(004( reference，the ofDMSOtothiourea proportion Andthebest conditionsisthat is120。C， process swellingtelllperature timeis 40minutes，the is 1OO。 C， swelling strippingtemperature is30minutes( time stripping is a fbr The ofTHREESTEP 2 optimalproportion that，takingportion tothioureadioxideis16to reference，the ofDMS0toDMF proportion thebest conditionsisthat 14to0(02(And process swellingtemperature is1 timeis40 20?，swelling minutes，thesolubilitypropertystripping is30 isl time minutes， OO?，solubilityproper,ystripping temperature andthereduction is also1OO。C，timeis strippingtemperature 3Ominutes( arealso When and andDMF swellingsolubilitypropenystripping，DMSO a withoutandother are to taken reaction，and agent，theyeasily physical is extractedwithdistillationmethod(Andthe rate strippingVerygood( beenViewedthe mechanism(With has dimethyl Finally，it stripping sulfoxide forthe fabricsis to the mainlyswelling swelling polyester,cotton content(Whensulfoxidemoleculesenterthe 6bers， p01yester Dimethyl polyester it the st九】ctureof molecular(ItsVolume aRer tight polyester expand destroy itsstructurebecome itisconVenientfor loose，thus agent swelling，and stripping theinwardoffiber(The of aremostin enter solubilityparametersdispersedyes is the the ofDMF 12(1， so solubilityparameters they rang[10(08，15(13]，while tothe ofsimilarsolVent areconfonn addition， principle s01ubilityparameters(In lV 太原理I(人学硕十研究生学位论文 areconfbnlltothe ofsimilar andsalVation they principle polarity principle(So ofthioureadioxidereduction DMFisa excellentsolVent。Themechanislll very is the of are fbrthe that reduced， strippingremainingdye chromophoresdyes’ J J v 一 - - andtheirstIrl】cturesare anddecoloration( destroyed thiourea blended dioxide， words: f(abric， Key p01yester,cotton stripping， sulfoxide，DMF dimethyl V 太原理I。人学硕十研究生学位论文 目录 摘 要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((1 ABSTIUCT„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((III 第一章 绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1(1涤棉织物染色概 述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(1 1(2剥色技术的应用、意义及要 求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(2 1(2(1剥色技术在染厂染色过程中的应用„„„„„„„„„„„„„„„„3 1(2(2剥色技术在纤维定性定量分析中的应用„„„„„„„„„„„„„„3 1(2(3剥色技术在废旧纺织品回收利用中的应用„„„„„„„„„„„„„4 1(3涤棉织物剥色的现 状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(5 1(3(1涤纶剥色现 状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 1(3(2棉织物剥色现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 1 1(4目前剥色存在的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2 1(5本课题意义和研究内 容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 参考文 献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((13 第二章 剥色方法的研 究„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((17 2(1前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 7 2(1(1剥色方法选择思 路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(1 8 2(1(2研究对象的选 择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 8 2(2涤棉织物染色工 艺„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2(2(1分散,直接染料染 色„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 2(2(2分散,活性染料染 色„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(20 2(3剥色效果评 价„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 2(3(1剥色率„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((21 2(3(2断裂强力保留 率„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(23 太原理1人学硕十研究生学位论文 2(4剥色试剂的选 择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 2(4。1各种试剂的选 择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24 2(4(2最佳配比„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29 2(5剥色工艺的确 定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„36 2(5(1两步法剥 色„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„37 2(5(2三步法剥 色„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43 2(6两步法、三步法和传统保险粉法剥色效果对 比„„„„„„„„„„„„48 2(7小结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„50 参考文 献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((51 第三章 剥色废水及剥色试剂的回收再利用研究„„„„„„„„„„„„„((53 3(1剥色废液的处 理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„53 3(2二甲基亚砜和DMF的回收„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(53 3(3回收剥色试剂的再利用研 究„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„54 3(3(1二甲基亚砜的再利用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„54 3(3(2DMF的再利用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„55 33(3回收试剂剥色效 果„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„55 第四章 剥色机理的研 究„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((57 4(1剥色前后显微镜图像分 析。„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„57 4(2溶胀剂对涤棉混纺织物溶胀作用分析„„„„„„„„„„„„„„„„58 4(3DMF对分散染料的溶解分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„59 4(4还原剂对染料的还原作用分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„64 参考文 献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((66 攻读硕士学位期间的研究成 果„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((67 致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((69 太原理I:人学硕十研究生学位论文 太原理I(人!学硕十研究生学位论文 第一章 绪论 1(1涤棉织物染色概述 棉纤维是世界上产量和用量最多的天然纤维，涤纶是应用最为广泛的化学产品，两 者物理机械性能又可以完美互补:棉纤维拥有较好的吸湿性能，且不易产生静电，穿着 舒适，有良好的保暖性能等，但其尺寸稳定性，强度，抗皱等性能缺给棉纤维的应用造 成了很大的阻碍;而涤纶织物有着超好的机械性能，强度高，尺寸稳定性好，可以使衣 服穿着时挺括、美观【?。所以涤棉混纺织物是目前应用最为广泛的混纺面料，尤其是在 服装、家纺等行业，优势更为突出。 涤棉织物的染色性能与涤纶纤维和棉纤维各自的染色性能息息相关。因为涤纶纤维 和棉纤维的染色性能差别较大，,般是采用两种染料对涤纶纤维和棉纤维分别染色，因 为涤纶属疏水性纤维，所以目前针对涤棉中涤纶纤维染色主要采用的是分散染料，除此 之外很少有染料可以对涤纶染料进行有效的染色。适合涤棉混纺织物中的棉成分染色的 染料目前主要有:活性染料、直接染料、还原染料和硫化染料，其中活性染料和直接染 料应用最为广泛，由于还原染料和硫化染料的染色工艺比活性染料和直接染料的染色工 艺要复杂的多，而且还原染料成本较高，硫化染料使用过程中会对环境造成一定的污染， 随着人们对染色废水及环境要求的加强，它们的应用相对较少。由于涤棉混纺织物染色 采用的是两种染料，每种染料染色工艺不同，所以目前的染色工艺,般有两浴两步法、 一浴两步法和一浴一步法三种，除此之外，也有一些人采用一种染料同时对两种纤维染 色或只对涤棉混纺织物中的一种纤维进行染色的工艺方法，但是应用极少。无论采用哪 种工艺，在选用两种染料对两种纤维进行染色的时候，都要尽量避免相互沾色，尤其是 染较深的颜色时?aJ。 研究表明，纤维结晶度对染色的影响最为明显，一般情况下，纤维结晶 度高，则无 定形区少，结构比较紧密，这样染料就很难进入纤维内部，染料的平衡吸附量也比较少， 得色较浅;如果纤维结晶度比较低，那么相应的无定形区多，相应的纤维结构也比较松 散，染料容易进入纤维内部，平衡吸附量高，纤维得色也相对较深。棉纤维等纤维素纤 维染色时，一般是将染料溶于水或分散水中进行，染料只能渗透到纤维无定形区和晶区 的边缘。涤纶纤维染色困难，主要就是因为纤维结晶度高，纤维结构紧密，分子链间的 太原理l:人学硕十研究生‘亨:位论文 空隙小，纤维吸湿性又小，在水中的溶胀度小，除此之外，其化学结构t(?I，J极性基团很 少，很难和染料结合，这也是为什么涤纶纤维染色„般只能采用分子量不大，水溶性小 的分散染料。涤棉混纺织物应用的主要染料与染色深度适用性比较如表1，1所示，涤棉 混纺织物应用的主要染料与染色牢度适用性比较如表1(2所示。 表1(1(涤棉混纺织物应用的主要染料与染色深度适刖性比较 1、able1_1(The of fbrPET,cottonblendedfabricincolor applicabilitycomparisondyes depth 表1―2(涤棉混纺织物应用的主要染料与染色牢度适用性比较 Table】??2(The of fbrPET,cononblendedfabricincolor applicabilitycomparisondyes fastness 1(2剥色技术的应用、意义及要求 剥色，顾名思义，就是将染色织物上的颜色消色的一个过程。其原理就是通过物理 或者化学的方法，将织物上染料的发色基团破坏或者将染料和织物分离开来从而达到消 色的目的。在一定程度上，可以把剥色看做是染色的一个逆过程【41。传统的剥色主要是 2 太原理I:人:予:硕十研究生学何论文 用在对染厂染色时产生的染疵品进行剥色回修上，但是随着科技的进步，社会的发展， 剥色的应用场合也不再那么单一，目i，J(剥色技术主要应用在以下三个场合。 1(2(1剥色技术在染厂染色过程中的应用 随着科学技术的飞速发展，染整技术和染整机械都有了很大的提高和改善，但是在 染厂染色的过程中，仍然会因为染色工人操作不当或者因为机器等各种原因造成一些染 疵品，包括色斑、色花、色点、色差以及染色不匀等情况。为了避免造成对资源的浪费， 有效利用这些染疵品，染厂一般会对其采取剥色处理，然后再对其进行回修、复染，使 之符合客户的要求或符合市场的要求，最后重新投放到市场。 在染厂对染疵品的剥色中，一是要求对织物的染色尽量剥除，且剥色处理后的织物 还要有一定的可染性;二是剥色方法要尽可能高效经济，不能用太复杂的工艺太大成本 的投入;此应用中，最重要的一点是要求剥色的处理过程对织物、纤维的损伤要控制在 一定范围内，不能因剥色而使得织物的强力等机械性能受损过度而影响到其正常的服用 功能。另外，剥色处理对染色的剥除程度不一，对于浅色染疵品或者需要改染其他染色 要求剥色尽量剥白，而对于深色染疵品剥白较为困难，可以剥成浅色后直接复染或改色 复染‘51。 1(2(2剥色技术在纤维定性定量分析中的应用 在纤维定性定量检测中，需要剥色的情况主要有:用显微投影法做定性或定量分析的 棉,麻或羊毛,羊绒混纺深色织物;棉,再生纤维素纤维棍纺深色织物的定量分析;羊毛,桑蚕 丝深色棍纺织物的定量分析。 棉,麻或羊毛,羊绒混纺织物用显微投影法做定量分析时，需要对不同纤维计数，计数 准确的前提是正确分辨种类，相比浅色或无色的织物，深色织物在显微镜下直接定性会 变得困难些，需要进行剥色处理。棉,再生纤纤维素纤维混纺织物的定量分析一般采用甲 酸,氯化锌将再生纤维素纤维溶解，粘胶纤维等再生纤维素纤维溶解后会变成粘胶状液 体，溶解后织物上的染料散落到粘胶状液体中，粘胶包覆染料使染料聚集，不易进行过 滤，所以用甲酸,氯化锌溶解再生纤维素纤维时一定要进行剥色，有研究表明剥色前后的 测试结果差异较大，剥色处理后平行试验结果良好，平行试验差异小于1,，且与实际 投料比接近程度好。与上述原因类似，羊毛,桑蚕丝混纺织物定量时一般用75,硫酸溶 解桑蚕丝，而桑蚕丝含有丝胶，溶解后也会变成粘胶状液体而包覆染料，因此羊毛,桑蚕 太原理I?人学硕十研究生学位i 仑文 丝深色混纺织物的定量分析也要进行剥色。 在此应用场合，要看剥色的目的来对其进行要求，比如目的是为了剥色后更容易分 辨纤维种类，那么剥色对织物的损伤可以不考虑，但是一定要尽量使纤维上的染料染色 消失，尽可能剥白 不要求把染料剥下来 ，尽量减少染色存在给检测分析造成的影响 和误差。但如果是为了减少染料的存在给检测分析造成影响，那么就要求剥色时，尽可 能的将染料和织物或纤维分离，对剥白程度和对织物的损伤没有特别的要求。 在以上三种应用场合里，染厂对染疵品剥色和废旧纺织品回收时剥色处理的纺织品 是大批量的，所以一定要严格符合“环境友好”等新时代的新要求，对环境不造成污染是 6|。 首要的，否则一切的工作都会变得得不偿失I 1(2(3剥色技术在废旧纺织品回收利用中的应用 据联合国预测 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ，世界上的人口在未来几十年里会急剧增长，2050年可能会由增 长至100亿左右;而与此同时，耕地面积不断减少，粮食短缺问题日益趋显，这样势必 要压缩棉、麻等经济作物的种植面积，要减少养羊牧场的占地等，天然纤维的产量会逐 渐减少;更不乐观的是，化纤产业链前端的石化产业也受到了石油储备的限制，有关数 据表明，石油储备量按照现有的开采使用速度，仅能够维持40多年，化纤的产量也会 逐步下降。这一系列的情况使得人们又重新开始重视资源的回收利用。随之，废旧纺织 品的回收再利用的议题越来越热，尤其是在纺织行业，已经成为最热门的课题之一。在 国家方面，“支持纺织品循环再利用”已经被明确写入到了《十二五发展规划之中》。在 很多纺织科研机构、纺织高校以及很多纺织企业中，都展开了相关方面的研 究。然而在 回收利用的过程中，颜色的存在无疑会给回收造成很大程度的限制和阻碍。颜色的存在 不仅限制了回收的方法和回收的工艺，在回收的过程中，对回收利用率也会有很大的影 响，所以再回收之前对织物进行剥色是很有必要的。 在废旧纺织品回收再利用中，剥色要求也需根据具体的回收方法来定。比如有些低 级的回收利用，直接用废旧的织物来做拖把、地毯等低级纺织品，则无需剥色;如果是 打碎成短纤来利用，者要求将颜色尽量剥白，且应尽量保证一定的机械性能，如强度; 值得一提的是，在此应用中，如果采用化学法进行回收，如将其作为原料来做碳材料等， 则可以不考虑剥色对织物和纤维的损伤程度，甚至一定程度上可以说，对织物和纤维的 损伤越大，损伤越大越有利于下一步的回收利用【7圳J。 太原理I:人学硕十研究生学位论文 1(3涤棉织物剥色的现状 早在20世纪初，外国就开始着手研究剥色技术。在过去的一个世纪里，随着染整技 术的飞速发展，染料的种类不断增加，染色的设备不断被更新，新染色方法和工艺也层 出不穷，随之，剥色剂和剥色技术也得到了长足的发展。剥色剂或剥色方法一般是针对 某种纤维材料的织物，抑或是针对某种染料，抑或是针对某种染色工艺，但是对混纺织 物的剥色报道却少之又少，尤其是对我们使用最为广泛的涤棉混纺织物，基 本没有有效 的剥色方法或相应的剥色剂。本节着重介绍纯涤纶织物和纯棉织物的剥色现状。 】-3(1涤纶剥色现状 1(3(1(1涤纶剥色国外研究现状 聚酯纤维于1941年诞生，从诞生起便开始在世界各国迅猛发展，经历短短的三十年， 分别于1960年和1972年超越了腈纶和尼龙，成为了产量第一的化学纤维产品，其各项 技术都随之得到了飞速发展，包括涤纶的染色和剥色„J。国外对涤纶的剥色研究开始的 要比国内早很多，且发展速度也很快，不仅使用传统的氧化剂、还原剂来剥色，甚至引 EvaJls和 Leslie 入了酶技术、生物技术等。早在19世纪30年代英国的JollnG、?ynant Gordon Dunbar用连二亚硫酸钠进行剥色【12’13】;在50年代聚酯开始蓬勃发展起 Agent，Charles 来后，R(B(Chava等人使用亚硫酸盐和乙酸来对染色涤纶织物进行剥色，可以将大部分 的颜色剥除【14】:1977年，No肿anC(Sidebotham和PaulD(Shoemaker等人使用溶胀剂 使得涤纶纤维溶胀后，将染料释放出来，然后用溶剂将染料溶解进来，达到了一定的剥 色目的【”】;1980年AndrewFono采用了羟甲亚磺酸钠和亚硫酸铵组合使用，在PH值为 6―9的溶液60?的条件下可以对大部分染料进行剥色，对染涤纶的分散染料也有一定 的效果IM】;在20世纪80年代末期，有人研究了可染涤纶的阳离子染料，针对阳离子染 料染色的涤纶，有人尝试使用次氯酸钠等氧化剂对其进行剥色，结果发现，次氯酸钠和 D( L(Bean和Mark 亚氯酸钠对染色的阳离子染料有较好的剥色效果117J;同期S锄uel Dulik等人将高锰酸钾应用到染色织物的漂白中，先使用高锰酸钾氧化漂白织物，再用 偏亚硫酸氢盐和亚硫酸盐等还原剂对其进行还原，后来发现以7:3的重量比将焦亚硫 酸钠和亚硫酸钠混合使用，这样可以大大减少二氧化硫的排放，且可以有效的减少反应 Pedersen和MichaelSchmidt尝试将酶技术引用到 时间和试剂的用量【18】;1992年底Gitte 太原理I1人学硕十研究生学1寺(论文 剥色领域来，他们用H202和02处理染色织物吗，然后用多酚氧化酶，漆酶，过氧化物酶 等酶与H202和02反应。酶处理织物的染料不仅缩短了反应时间，而且节能节水，有 很好的经济作用，且可以有效的降低从织物上剥落的染料重新和染料结合起来的可能 性，使得剥色的效果得到了很大的提高，废水中的染料很大部分都被分解，对水造成的 污染较小f 9】:l 盐等先后处理染色织物，使之达到剥色的目的120J。1998年Gordon Richard A(Dunbar等人使用甲醇、乙醇等各种醇作为溶胀剂对染色的织物进行剥色，该 方法可以将剥色后的溶液中的染料提取出来后，溶胀剂可以重复使用?Ij;2000年， and 的偶氮类染料也有不错的效果122】;同年，美国的RohmHaas公司首次推出了综合性 2000，该剥色系统是一种两组分的还原剥色系统，单一组分没有 的剥色系统ColorStrip 还原性，两种组分相遇会产生强大的还原作用，对多种染料和多种染色织物都有不错的 剥色效果，对分散染料染的涤纶有着不错的剥色效果，剥色后最多可以使织物的刚S降 低90,，且对织物的损伤较小，该剥色系统不仅可以用来剥色，还可以用来对染色机械 维的染色废水进行了剥色，如臭氧，臭氧,紫外线，双氧水,紫外线，臭氧,双氧水,紫外线、 亚铁离子,双氧水等，最后发现臭氧,双氧水,紫外线可以将剥色率达到99,，且这种剥色 E( 的方法是一种绿色剥色，产物是水、氧气等，对环境不会造成污染126J;2008年Reed Oshel和JohnGVerkade采用酸磷的各种酯对染色高聚物进行剥色，比如在水中加入用 50?反应24小时， P OCH2 3CCH2CH3然后对将彩色的涤纶织物进行处理，加热至1 3处理红色织物，同样加热至150?处理24小时，颜色基本剥除，他们发现亚磷酸等含 7J; 磷的酸和亚磷酸三乙酯等亚磷酸和磷酸盐等对染色涤纶织物有很好的剥色效果【2 RonnieOzer和Kevin 元醇，配合胺类或胺的有机盐以及铵盐等复配的非水萃取剂来对染色的高分子聚合物进 行剥色，基本可以剥色成白色，效果较为理想，于2011年5月成功授予他们该技术专 利俐。2010年，Jean(JacquesDonze应用酶技术对织物进行漂白，主要使用过氧水解酶 和过氧化氢，加入一些表面活性剂和乳化剂以及其他一些助剂来对织物进行漂白增白， 该方法属完全绿色的工艺方法，对环境没有任何不利影响，且较传统的漂白方法，不会 太原理』(人学硕十研究生学位论文 使织物发黄f29】。 1(3(1(2涤纶剥色国内现状 国内对涤纶的剥色研究较晚，关于涤纶漂白和剥色的研究基本上是从20世纪70年 代开始的，传统的方法主要可以分为以下四种 见表1―3 : 表】一3(国内的传统涤纶剥色方法 Tab】el一3(ThedomesticdecOloratjonof processpolyestOr 方法类别 主要剥色剂 保险粉+Na0H剥色 还原法 雕白粉高温剥色 二氧化硫脲碱性条件下剥色 氧化法 次氯酸钠+扩散剂NNO剥色 雕白粉主要成分是甲醛合次硫酸氢钠，使用过程中会释放出甲醛等有害气体，且它 是一种致癌物质，所以随着国家对环保要求的提高及工业禁用药品的相关规定出台，雕 白粉已经逐步的减少，目前已经很少有人使用雕白粉来做剥色。二氧化硫脲是新型的“保 险粉”，是保险粉的替代品，但是由于人们习惯性的使用保险粉来进行剥色，目前还没 有得到广泛的应用，但是因为它的还原电位比保险粉还要高，且使用过程更为环保，经 济效益也很高，其前景非常广阔。目前这些传统的方法中，使用最为广泛的还是保险粉 碱性条件剥色，其工艺简单，价格低廉，经济效益较好。氧化法主要是次氯酸钠+扩散 剂NNO的剥色，因为较早的印染行业对涤纶进行剥色很多是使用进口的德古林，因为 其进口价格较高，成本高，为了降低成本，人们在二十世纪九十年代初开始尝试次氯酸 钠氧化漂白剥色，为了使得剥色均匀，可以加入辅助剥色的扩散剂或者匀染剂，以NN0 最为常见。当然，除了这些方法，也有人使用其它方法或者以上几种常见方法加以改进 的方法对涤纶进行剥色。 据报道，1981年，有些工厂就使用了膨化剂OP来对涤纶针织面料进行剥色回修， 效果较好【30】;1985年，王珑等人尝试了匀染剂SE剥色涤纶织物，匀染剂SE是一种烷 基醚烷基酯和烷基醚硫酸盐的复配物，常温下在水中易乳化，超过40?即可溶于水，它 不仅对染料有良好的分散和匀染作用，且可以对染色织物进行剥色，用量得当可以得到 和保险粉相当的剥色效果，更加省时省水plj;1996年蒲宗耀等人用DMF对染色的细旦 涤纶纤维用剥色法测其固色率，DMF是极性很强的万能溶剂，它可以将分散染料从涤 太原理I:人学硕十研究生学位论文 色，得到不错的效果133】;2002年李晓春和王宏对大豆,涤纶混纺织物使用过醋酸柬进行 漂白，结果表明，其漂白效果要好于双氧水漂白，且在反应过程中主要产物是醋酸和氧， 均可生物降解，无毒性副产物生成【34】;2003年吴金石等人采用雕白粉做主剥色剂，膨 化剂P作为载体尝试对聚酯纤维进行了剥色，其中膨化剂主要作用是降低聚酯纤维的膨 化温度，伎该温度尽量和雕白块分解温度尽量接近，从而使其发挥充分作用，这样有效 提高了剥色效率【35l;2007年陈一飞对主要染涤纶的分散染料的剥色进行 了研究，他分 别采用了氧化法和还原法进行剥色，氧化法主要是次氯酸钠配合甲酸和导染剂来进行剥 色，还原法主要是采用的保险粉加烧碱，适当加入了非离子表面活性剂来进行剥色Ij6j; 2009年杨亮等人先将染色涤纶织物用溶胀剂溶胀，使得其结构松散，然后再使用冰乙酸 对溶胀后的涤纶织物进行剥色，得到了非常好的效果，且做到了染料和溶胀剂的回收再 利用【”】;2010年方卫使用新研制的还原清洗剂RC一200配合保险粉剥色法对涤纶纱线可 81。 以实现完全剥色，且对纤维的强力没有明显损伤13 1(3(2棉织物剥色现状 1(3(2(1棉织物剥色国外研究现状 棉织物的剥色，国外大部分是采用的氧化漂白，主要使用的是过氧化氢和次氯酸钠 漂白，而还原剥色主要是使用保险粉剥色、德古林等剥色。随着科学技术的发展，酶技 术和生物技术也应用进来，出现了一些酶辅助剥色和生物剥色等。 早在1941年，美国就有纺织处理工艺专利中提到棉织物的漂白可以使用双氧水和硅 酸钠来处理p刿;1947年，DJ Campbell先使用过硫酸、过乙酸来对棉织物处理后，再使 用过氧化钠或过氧化氢来进行漂白140J:1964年UavmondR(Cu而er发明了一种新的漂白 方法，气蒸漂白，将棉织物在含有过氧化氢、硅酸钠、氢氧化钠的溶液中浸润20秒后， 在高压锅中气蒸45分钟，实现漂白 4lJ;1969年RogerN(Suiter在双氧水漂白方法中用 硅酸钠作为稳定剂142】;1986年wemerStreit和Dieter Bassing等人采用了碱金属的次氯 酸盐的碱性溶液，在80(110?的温度下对棉织物进行漂白25(30分钟，可以得到不错的 漂白效果I刈J;1992年Eric Wasinger和DavidHall用臭氧对纤维素纤维制成的衣服进行 了氧化漂白剥色，取得了不错的效果，臭氧漂白，产物为氧气，对空气不会造成不良影 Fukatsu 响，但是该方法只适用于能被臭氧氧化的染料，使用范围不够广泛【44】;2000年K 和SKokot使用了电解法对棉织物进行漂白，可以将棉织物上的染料进行电解分解，达 太原理l:人!学硕十研究生学位论文 到漂白剥色的目的州;2001年Doralice S(L(Balan和RegjnaT(R(Monteiro使用真菌来对 织物的染料进行降解，靛蓝染料是很难分解的，他们使用木质素分解真菌，针对染棉织 物的靛蓝色染料进行真菌降解【46J;同年，Gisela Buschle(Diller和 XiangDongYang等人 将酶技术应用到了织物漂白领域，他们使用葡糖氧化酶对棉织物进行漂白，主要是针对 棉布染色前处理i47J(2002年APala和E Tokat等人分别研究了活性污泥系统 工业废水 处理系统的一种 对纺织染色废水中的染料处理的各种添加剂的影响，119iKarapinaur Kapdan等人探讨了生物降解技术和活性污泥系统配合对染色废水中染料的处理i4州; 2004年Levin L和PapinuttiL在对白腐真菌对工业染料降解的研究中发现，可以降解工 业染料的菌株都在培养基中产生了漆酶、木质素过氧化物酶和锰过氧化物 酶，而不能降 解染料的菌株中没有出现木质素过氧化酶，生成的锰过氧化物酶的量也非常非常的少， Shedbalkar 最后确认革盖菌属可能可以应用的颜色的生物降解上俐;2008年Utkarsha 和RhishikeshDhanve等人对三苯甲烷染料的降解进行了研究，三苯甲烷染料广泛应用 于棉、毛、丝和尼龙的染色，但是非常的难以降解，他们采用了赭绿青霉菌对其处理， 成功实现染料的降解【50】;2011年ShajlzadAS 对棉用活性黑染料的生物剥色的可能性，发现了使用白腐真菌IBL―05在特定的条件下， 51 对活性黑染料B染色的纯棉织物有良好的剥色性能IJ;2012年PF 2|。 漂白中，实现了低温漂白【5 1(3(2(2棉织物剥色国内研究现状 我国关于棉织物剥色的研究进行的比较晚，早期的记载也较少，一般对棉织物剥色 有这么几种方法:保险粉加烧碱剥色:次氯酸钠法剥色;双氧水剥色;纯碱保险粉剥色; 亚氯酸钠法剥色;高锰酸钾法剥色等。也有一些人对这些传统的办法进行了改进。 20世纪80年代初，我们就用剥色的方法来鉴别染料的种类，直接染料、硫化染料可 用雕白块和还原染料等剥色【53】;1984年廖启荣采用次氯酸钠对染疵品进 行了漂白剥色， 主要是轻度漂白后回修，剥色程度较低【”】;1987年毛士森、王静华采用不加烧碱，单 5J;1991 用保险粉对活性染料染色的棉织物，效果较为理想，该工艺操作简单，成本较低15 年沈和安和苏光泰采用氧化(还原双重剥色，对染疵的棉针织物先进行保险粉加纯碱还 原剥色，然后水洗在进行次氯酸钠氧化剥色，最后经硫酸酸洗后水洗烘干，发现剥色白 度很好，没有残留的余色【56】;1993年张炳春用双氧水在碱性条件下对活性染料染色的 太原理l:人学硕十研究生学何论文 棉织物进行氧化漂白剥色，使用双氧水的好处在于其产物是氧气和水，环保无污染卜，J; 1997年殷宪瑞和曲存宽利用还原染料的染色机理，提出了剥色和回修一步实现的工艺方 法，对于色花棉针织物进行试验，证明方法可行删;1999年江家宽使用二氧化氯对棉 织物进行漂白，，成功地解决了棉质产品的粘度和白度的矛盾，主要利用的二氧化氯氧 化电位介于纤维素纤维上的杂质和色素的氧化电位和纤维素的氧化电位之间，可以有效 氧化色素，却不破坏纤维素【59】;2003年韩祖彬和赵卫兵在实践中找到一种对分散,还原 染料染色的涤棉有效剥色的方法，使用保险粉加烧碱的方法，配合加入肥皂、爱拔净A 和匀染剂CE一30等辅助剥色，效果良好【60】;2008年，苏毅和巫若子在 对棉针织物的各 种剥色方法的对比时用了双氧水剥色、次氯酸钠剥色、亚氯酸钠剥色、高锰酸钟剥色、 保险粉烧碱剥色„;2010年解昌峰和龙家杰等人使用UV,H202系统对活性染料的纯棉 织物进行低温剥色，H202在紫外光催化作用下产生羟基自由基、超氧自由基等活性很强 的物质，它们可以将染料氧化降解，产物只有水、氧气和二氧化碳，环保无污染，且发 现对棉织物剥色的同时对织物表面残留的杂质也有很好的去除效果，如浆料等162J;2011 年东华大学TianLiqiang等人在双氧水的漂白织物之前先用漆酶做预处理，可以降低过 氧化氢的用量，降低反应温度，缩短反应时间【631。 除了上述传统的剥色方法外，近十年来也开发了一些新型的剥色剂和剥色系统。2002 年，上海赛博化工有限公司漂染分厂开发出了WF一8836剥色油，其主要组分是多种高 分子聚合物的混合体，该剥色油可以与保险粉、烧碱同浴使用，对活性染料、还原染料、 硫化染料染色的纯棉和涤棉混纺的织物的剥色都有明显效果，是一种良好的剥色剂【64】; 2005年，上海创越化工有限公司上海研究所研制出开发生产的CY-730新型剥色剂，该 组分可以和催化组分CY-770按一定比例配合使用，产生强大的还原作用，可以对涤纶 使用的分散染料、棉用的活性染料、染毛丝的酸性染料等多种染料进行剥色，效果较好， 且该剥色剂使用条件较为宽泛，在中性、弱酸和弱碱的条件下均可以使用【65 ‘67】;2006 年，江南大学王妍研制开发了新型的剥色系统NDA，该剥色系统由促进剂N(2和剥色 剂N一1、N一10组成，对多种染料进行剥色试验发现，N一1和N一2对染棉织物的还原染料、 活性染料、染涤纶织物的分散染料、染腈纶织物的阳离子染料都可以实现较好的剥色效 果，且剥色过程对织物的强力损失较少【68】;2011年杨文芳和张庆富等人研究开发了棉 用的新型剥色剂BS，它由还原组分BS(1和催化组分BS一2双组份组成，存储时分别存 储，使用时配合使用，BS(1在催化组分的作用下回产生强还原作用，对直接、活性等 10 太原理1人学硕十研究生学位论文 棉用染料有良好的剥色能力，剥色率可以达到95,以上，且对织物的损伤较少【69】;同年 崔浩然针对还原染料，研究不发了新型的剥色剂DA―BS800，它对还原染料染色的织物 01。 有非常好的助剥效果，可以将剥色率从常规的20,提高到80,【7 1(4目前剥色存在的问题 虽然目前对涤纶织物和纯棉织物的剥色技术都各自有了很多较为成熟的方法，但是 目前最大的问题是对于涤棉混纺织物还没有,种行之有效的剥色方法，现有的剥色方法 对涤棉混纺织物的剥色要么无效，要么效果不佳，而且这些剥色方法也大都各自存在着 一些弊端或缺点。 a( 保险粉剥色是目前使用最为广泛的剥色方法，但是保险粉有很多缺点:首先， 自身不稳定，存储稳定性差，遇水易发生化学反应，放出易燃的气体和大量 的热，即遇潮已发生自燃或爆炸;其次，保险粉的热稳定性比较差，一般在 60?就会大量分解，而很多剥色情况要求温度高于该温度，这样就导致了保 险粉的有效利用率很低:再次，保险粉分解后会释放出有刺激性的气体，如 硫化氢、二氧化硫等，对污水处理也不理，对环境影响较大，这有悖于当下 绿色工业的社会号召。 b( 过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾等氧化剥色属于破坏性剥色，它们的强氧化 性在剥色的同时，对织物纤维的结构损伤也较大，一般经过氧化法剥色的织 物的强力受损程度都比还原法剥色的较为严重，甚至剥色后的织物都达不到 其用途的强力要求。除此之外，双氧水不稳定，遇光热易分解，次氯酸钠在 使用过程中也会释放出氯气，影响大气环境。 c( 酶技术剥色、生物降解剥色虽然环保，但是反应周期过长，不太适合工业生 产中应用，如，在染厂中对染疵品剥色一般会对工期有严格要求，误了工期 对染厂本身的经济效益会造成严重影响。 d( 雕白粉剥色效果虽然比较好，但是受潮已释放硫化氢，剥色时也会释放甲醛， 严重影响身体健康和大气环境，随着国家对工业要求的不断完善，对雕白粉 的使用也有了一定的控制。 太原理l1人学硕十研究生学位论文 1(5本课题意义和研究内容 由于传统的剥色方法存在着上述的各种缺点，且目j订没有一种对涤棉混纺织物有效 剥色的方法，本课题的意义在于研究一种对常见涤棉混纺织物行之有效的剥色方法，该 方法对涤棉织物染色常用的分散,直接、分散,活性、分散,还原染料均可剥色，反应时间 较短，剥色率高，且剥色后对织物的损伤较小，剥色过程环保，不会对环境造成污染。 本课题的研究内容主要包括以下几个方面: 1、剥色方法的研究，确定剥色所需药剂种类，以及通过单因素试验和正交试验来确 定各组分的最佳配比。 2、剥色最佳工艺条件确定，本方法的影响因素主要是各步骤的温度和时间，通过单 因素试验和正交试验来确定最佳工艺条件。 3、主要剥色药剂的回收，并将回收药剂的再利用，与原药剂剥色效果进行对比。 4、与传统剥色方法剥色效果进行对比。 5、对该剥色方法剥色机理进行研究。 太原理I1人。字:硕+研究生学位论文 R，Blanchard DLll(ableP1(essCoIt and 【20】Reinhardt E(J(DyeabIe colorstripping r(1 7 DyeS LIffReporte995，84 08 :1 A(BerkstresserJ V， Richard R(McLeIlan， eta1(Methodfor [21]Gordon A(DLlnbar，Geo唱e Removing Colorfrom Materials:USPatent IonicallyDyeablePolymeric 6083283[P](2000-07(04 ofAzowithSodium of [22】SeguchiK，1wataM，MachidaT，et aI(FadingDyes SuInte【J】(JournalSociety andColorists(2000，1 ofDyers 16 叭 :16―22 【23】张聪(ColorStrjpTM系统在染整剥色技术上应用„(染整技术(2001， 23 5 :31(33 J Reduct;on Word(2001:151 4 52―54 [25】PeterMonoln(Rohm&Hass:ColorStripChemistry[J](1、exfiIe Azbar，TYonar，K of AdVanced Various OxidationProcessesandChemical [26】N Kestioglu(Comparison TreatmentMethodsforCODandC010rRemoValfromA 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