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蚕丝有“纤维皇后”的美誉,织成的丝绸是传统的高档服装面料。传统丝绸染色一般采用酸性染料、酸性媒染染料、含媒染料、直接染料染色,染出的丝绸皂洗牢度低。近年来,活性染料也越来越多地用于丝绸染色。活性染料分子能与丝素分子发生化学反应,形成共价键结合,所以湿处理牢度很高,一般能达到4级以上。但是,活性染料在丝绸上的固色率很低,并且要用大量的中性盐进行促染。染色废水色度高、盐含量高,污染严重,处理负荷大。为提高丝绸皂洗牢度和降低染色废水污染,近年来,对丝绸的染色研究有:悬浮体染色法;分散染料、分散活性染料、酸性染料超临界二氧化碳染色;用硫化染料染色;对丝绸接枝阳离子或壳聚糖改性染色;在活性染料分子中引入疏水链或带有不同形式的氨基聚合链,以提高丝绸染色的固色率等等。本文设计了一种新的蚕丝织物活性染料的高效促染原理。研究了系列有机小分子阳离子对活性染料染色蚕丝纤维的促染作用。包括五种有机小分子阳离子对活性染料在丝绸上的促染效果;研究了小分子阳离子促染剂促染蚕丝织物的色牢度;研究了有机阳离子和硫酸钠分别作为活性染料上染蚕丝纤维中的促染剂时,上染过程的吸附速率曲线,并通过准一阶和准二阶吸附动力学模拟方程拟合了实验数据,对染色动力学和热力学进行了分析;分析了小分子阳离子浓度和温度对活性染料溶液的吸收光谱曲线的影响;分析了促染剂浓度对蚕丝织物表面电位的影响。结果表明:(1)有机小分子阳离子对活性染料在蚕丝纤维上的染色具有高效的促进作用,染料具有很高的上染率和固色率。小分子阳离子的疏水性越大,对活性染料的上染促进作用越好。十六烷基三甲基溴化铵的促染效果最好,上染率接近100%,十二烷基三甲基溴化铵作促染剂时,上染率接近98%。小分子阳离子的最长疏水碳氢链碳原子数大于等于12时,阳离子会阻碍活性染料分子与纤维大分子之间的固色反应,使得固色率较低(小于85%);其碳原子数小于等于8时,不仅不会阻碍活性染料的固色反应,反而对固色反应有促进作用,固色率与上染率之比达到98%左右。染料利用率提高,染色废水色度降低。(2)有机小分子阳离子作蚕丝纤维的活性染料染色时的促染剂,在较低浓度下(2-6g/L),染料就能有很高的上染率和固色率。与传统的中性盐促染剂相比,浓度降低40倍以上。(3)研究了三支促染剂辛基三甲基溴化铵、己基丁基二甲基溴化铵和双己基二甲基溴化铵促染织物的色牢度。小分子阳离子促染的蚕丝织物与用硫酸钠作促染剂时染得的织物色牢度相当甚至更高,都在4级以上,部分皂洗牢度甚至能达到5级。(4)有机小分子阳离子作蚕丝纤维活性染料染色时的促染剂时,上染初始吸附速率高于硫酸钠促染。温度越高,染料初始吸附率越高,上染在30min就基本达到平衡,最终平衡吸附量随温度变化不大。硫酸钠作助剂时,温度对上染吸附速率的影响较大,上染在50min之后才开始平衡,温度越高,平衡吸附量越大,但比阳离子作促染剂时的染料吸附量低。(5)蚕丝纤维的活性染料染色中用有机小分子阳离子作促染剂时,上染吸附过程符合准二阶动力吸附模拟方程,用其拟合曲线计算出来的平衡吸附量与实验值相当吻合。(6)有机小分子阳离子的浓度变化对活性染料溶液的吸收光谱曲线有影响。有机小分子阳离子浓度越高,相同染料浓度的吸光度下降,最大吸收波长往长波方向移动3~5nm。温度越高,吸光度越高,最大吸收波长往短波方向移动2~7nm。表明小分子阳离子与活性染料之间有相互作用。可能阳离子与活性染料阴离子形成了离子对,使得染料电荷被部分中和,染料分子有所聚集,降低了阴离子染料的水溶性,从而增加了活性染料的上染直接性,有利于上染。(7)硫酸钠浓度越高,蚕丝织物的表面电位的绝对值越小,在浓度为30g/L时,基本达到平衡,织物表面电位仍为负。而染液中加入有机小分子阳离子后,在阳离子浓度还很低时,织物表面电位的绝对值就急剧下降,表明有机小分子阳离子能有效地压缩扩散双电层。在小分子阳离子浓度稍高时,织物电位最终能变为正。说明在活性染料染色蚕丝纤维中,有机小分子阳离子能有效地中和丝素大分子上的羧基和上染到织物上的染料负电荷,剩下带正电荷的氨基离子,使表面电位最终为正,特别有利于活性染料的上染。