磺化碱木质素的沾污机理及其浅色化改性

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目前染料分散剂主要有亚甲基萘磺酸类、酚醛缩合物磺酸盐类和木质素类。随着石油资源的消耗和环保意识的提高,木质素类染料分散剂的用量急剧增加。木质素类染料分散剂分为两种,木质素磺酸盐和磺化碱木质素。与木质素磺酸盐相比,磺化碱木质素的高温稳定性更好,但是其颜色更深,不仅会对涤纶纤维造成严重的沾污,也会使染料的颜色失真,特别是浅色染料。因此,研究磺化碱木质素对涤纶纤维的沾污机理,减弱其与涤纶纤维的吸附作用力,降低其颜色,对制备低沾污磺化碱木质素染料分散剂具有重要意义。本文以磺化碱木质素(SAL)为研究对象,测定了SAL和涤纶纤维在不同p H下的表面电位,研究了不同溶液条件对SAL在涤纶纤维上的吸附等温线和沾污的影响。在pH=1.0~12.0的范围内,SAL和涤纶纤维的表面均为电负性,说明SAL和涤纶纤维之间不存在静电作用吸附,随着pH的增大,SAL颜色加深,在涤纶纤维上的吸附量减少,吸附强度减弱,在涤纶纤维上的沾污减轻;无机盐使SAL在涤纶纤维上的吸附量增大,吸附强度减弱,在涤纶纤维上的沾污加重,说明SAL与涤纶纤维之间存在疏水作用吸附;加入尿素可使SAL在涤纶纤维上的吸附量减少,吸附强度减弱,在涤纶纤维上的沾污减轻,说明SAL与涤纶纤维之间存在氢键作用吸附;随着温度的提高,SAL的颜色加深,在涤纶纤维上的吸附量增加,吸附强度增强,其在涤纶纤维上的沾污程度加重。为了减轻SAL因吸附而在涤纶纤维上引起的沾污,采用了醚化改性封闭SAL上的酚羟基,从而降低其在纤维上的氢键作用吸附。经过改性后,SAL的酚羟基和共轭羰基含量减少,邻醌结构和甲基含量增加,磺化度不变,分子量增大,颜色变浅;当作为分散蓝79的染料分散剂时,随酚羟基含量的减少,SAL对涤纶纤维的沾污逐渐减轻,常温分散性不变,高温稳定性增强,对涤纶纤维的上染性影响不大。为了减轻SAL因深色而在涤纶纤维上引起的沾污,采用了H2O2/UV辐射的方法制备出浅色SAL。经过改性后,SAL的酚羟基、邻醌结构和共轭羰基含量减少,甲基含量增加,磺化度不变,分子量减小,共轭程度减弱,颜色下降了37.7%,基本与木质素磺酸钠相近;当作为分散蓝79的染料分散剂时,经过H2O2/UV辐射改性后,SAL对涤纶纤维的沾污减轻,常温分散性不变,高温稳定性和对涤纶纤维的上染性稍微下降。
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