炭黑具有优良的性能,如:补强性、导电性、耐候性、着色性和化学稳定性等,并且来源丰富、价格低廉,被广泛应用于橡胶、塑料,电池、油墨、涂料等领域。随着环境保护的要求,炭黑越来越多地要求在水性体系中使用,但是炭黑原生粒子粒径小、比表面积大,具有较高的表面能,难润湿,极易团聚,团聚后的炭黑会影响黑度及分散稳定性,影响炭黑在纺织品染色中的应用。而早期的黑色染料主要是联苯胺衍生的偶氮染料,具有乌黑度好、上染率和固色率高的优点,但在生产与使用中会释放致癌中间体联苯胺。因此,随着人们对环保问题日益关注,研究者们迫切需要研发替代联苯胺类黑色染料的替代染料。而作为黑色的颜料——炭黑,具有极佳的黑度、耐高温、耐光性、耐化学性、无污染和价格低廉等优点,则有望成为联苯胺类黑色染料的替代颜料。因此,本课题首先采用液相臭氧氧化法,在水中对炭黑进行表面氧化改性,以提高其在水溶液中的分散稳定性。利用沉降实验表征炭黑在水溶液中的分散稳定性,同时采用TEM、纳米粒度与电位分析仪对氧化前后炭黑的分散性及平均粒径进行表征。此外,还分别利用FT-IR、TG、元素分析表征臭氧改性炭黑的表面基团结构及含量、元素组成。结果表明:炭黑经过臭氧改性后,引入了大量的羧基、羟基等酸性含氧官能团,并且在水溶液中的分散性的明显提高。在3500r/s的离心机中离心60min时,其透光率为26.1%,而此时原样炭黑分散液的透光率却为96.7%。并且氧化炭黑在水中主要以较小的粒子存在,其平均粒径约为150nm左右,而同等条件下,原样炭黑的平均粒径则为750nm左右。然后以臭氧氧化炭黑为原料,在经过一系列的酰氯化、酰胺化、霍夫曼重排反应,并在炭黑表面接枝三聚氯氰(tct);然后在此基础上添加牛磺酸,并调节ph在8-9左右,以取代三聚氯氰的第二个氯,合成牛磺酸基一氯均三嗪接枝炭黑,即:反应性纳米炭黑染料。研究结果表明:通过ft-ir、tg、元素分析、xps等分析手段表明所制备的二氯均三嗪型活性纳米炭黑染料表面确实引入了三聚氯氰基团,并且从tg曲线可以看出引入了三聚氯氰基团的含量约占5.48%;同时,通过ft-ir、tg等手段表明牛磺酸和二氯均三嗪型活性纳米炭黑也发生了取代反应,并成功制备得到了反应性纳米炭黑(cb-nh-tct-aesa)。此外,炭黑经过改性后,在弱碱条件下的分散性明显提高。最后,采用浸渍法对棉织物染色,研究反应性纳米炭黑的用量、碱的用量和盐的用量以及浴比对反应性纳米炭黑染棉织物染色性能的影响,并确定了最佳染色工艺条件:炭黑浓度5%(o.w.f.),nacl用量为5%(owf),na2co3的用量为5g/l,浴比为1:20,染色温度为40℃,固色温度为85℃,染色120min。同时,与活性克隆黑染料染色进行对比。比较其耐摩擦性能、耐洗性能和抗紫外性能。研究结果表明:反应性纳米炭黑染色织物的耐摩擦牢度低于活性克隆黑染料1-2级,其干摩擦牢度为2级,湿摩擦牢度为1级;同时反应性纳米炭黑染色织物的耐洗牢度比活性克隆黑染料低1级,其原样褪色牢度为3级,白布沾色牢度为2级。但是,反应性纳米炭黑染色织物的抗紫外线性能比活性克隆黑染料好,其UPF值为360.46,UVA的透射率为0.30%。