分散艳兰BR在涤氨纶针织布 染色工艺的研究.docx

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分散艳兰BR在涤氨纶针织布染色工艺的研究

毕业论文

（“卓越计划”学生用）

题目：

分散艳兰BR在涤氨纶针织布

染色工艺的研究

学院：

化学化工学院

学生姓名：

吴红学号：

201206029118

专业：

轻化工程班级：

1291

学习企业:

泉州海天材料科技股份有限公司

企业指导教师：

罗喜红

学校指导教师：

张帆

完成日期：

2016年6月5日

诚信声明

本人声明：

1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；

2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的科研成果，也不包括获得其他教育机构的学位而使用过的材料；

3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。

作者签名：

日期：

年月日

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：

分散艳兰BR在涤氨纶针织布染色工艺的研究

姓名吴红院部化学化工专业轻化工程班级1291学号201206029118

学习企业名称泉州海天材料科技有限公司企业指导教师罗喜红

学校指导教师张帆教研室主任陈镇

一、基本任务及要求：

1、课题内容：

本课题主要是通过单因素实验分析分散艳兰BR的主要影响因素，再分析分散艳兰BR在不同匀染剂下的上染情况，选出最适合的匀染剂，以最适合的匀染剂进行正交实验，最终选出最适合分散艳兰BR的染色工艺条件。

2、任务及要求：

a、完成3000～4000字以上的文献综述；11000—13000字毕业论文一篇；并作好毕业论文开题报告和实验记录。

b、毕业论文资料含以下几个部分：

毕业论文工作手册、开题报告（含开题报告、文献综述合订）、毕业论文（毕业论文及任务书合订、科学论文实验记录本、电子文档）。

具体格式与规范，详见教务处相关资料。

二、进度安排及完成时间：

1、第01—02周查阅资料、撰写文献综述、开题报告

2、第03周检查、修改并提交文献综述、开题报告

3、第04周实验准备；

4、第05—11周实验、测试；

5、第12—13周实验数据整理、补充实验、撰写毕业论文初稿；

6、第14—15周修改并提交毕业论文、工作手册，原始记录

7、第16周毕业论文答辩

目录

摘要I

AbstractII

1前言1

1.1分散艳兰BR1

1.2涤氨布染色优势及应用情况2

2实验部分3

2.1实验材料、药品及仪器设备3

2.1.1实验材料3

2.1.2实验药品3

2.1.3实验仪器及设备3

2.2实验方法4

2.2.1染色工艺4

2.2.2分散艳兰BR主要影响因素的研究4

2.2.3匀染剂的优选5

2.2.4分散艳兰BR最佳应用工艺的研究6

2.3测试方法6

2.3.1K/S值测试6

2.3.2色差测试7

3结果与讨论8

3.1单因素试验8

3.1.1浴比对分散艳兰BR染色的影响8

3.1.2pH对分散艳兰BR染色的影响8

3.1.3匀染剂种类及用量对分散艳兰BR染色的影响9

3.2匀染剂对涤氨布的影响11

3.2.1匀染剂DLP对染色的影响11

3.2.2匀染剂MCN对染色的影响12

3.2.3匀染剂MP对染色的影响13

3.2.4匀染剂NFS对染色的影响14

3.2.5匀染剂TF212对染色的影响15

3.2.6多功能匀染剂对染色的影响16

3.3正交试验17

3.3.1分散艳兰BR的最适染色条件17

3.3.2分散艳兰BR的最适染色条件验证18

4结论20

参考文献21

致谢22

分散艳兰BR在涤氨纶针织布染色工艺的研究

摘要：

本文通过分析比较单因素浴比、pH、匀染剂对分散艳兰BR的影响，确定匀染剂对分散艳兰BR染色效果的影响最大，分析不同匀染剂对分散艳兰BR在纯涤布种以及涤氨布种上染色效果的影响，确定最佳匀染剂选用多功能匀染剂。

以不同染色条件：

匀染剂用量、染色pH值、浴比、升温速率以及保温时间为变量进行正交实验，并通过分析各因素布样的K/S值及色变来研究分散艳兰BR对涤氨纶布染色效果的影响，确定分散艳兰BR在涤氨布种染色的最适工艺。

实验结果表明最适的匀染剂浓度为1g·L-1，最适pH值为3.5，最适浴比为1:

10，最适合保温时间是30min，最适升温速率是2℃·min-1。

关键词：

分散艳兰BR；涤纶；涤纶与氨纶交织；针织物；染色工艺

StudyonthetechnologyofbrilliantblueBRinpolyesterspandexknittedfabricdyeingdisperse

Abstract:

Inthispaper,throughtheanalysisincomparisonwiththesinglefactorbathratio,pH,levelingagentofdispersebrilliantblueBR,determinethelevelingagentondyeingeffect,analysisofdifferentlevelingagenttodispersebrilliantblueBRinpurepolyesterfabricsandpolyesterammoniaclothdyeingeffectinfluencetodeterminethebestlevelingagentselectionofmultifunctionallevellingagentdispersionofbrilliantblueBR.Thedifferentdyeingconditions:

dosageoflevelingagent,dyeingpHvalue,bathratio,heatingrateandholdingtimeasvariables,theorthogonalexperimentwasconducted,andthroughanalysisofswatchofeachfactorK/Svalueanddiscolorationtostudytheinfluenceofdispersingthedyeingeffectofpolyester/spandexfabricbrilliantblueBR,determinethedispersionofbrilliantblueBRinammoniapolyesterclothforstainingoftheoptimumprocess.Experimentalresultsshowedthattheoptimumoflevelerconcentration1g·L-1,theoptimumpHvalueis3.5.Theoptimumbathratioof1:

10,themostsuitableforholdingtimeis30min,themostsuitabletemperaturerisingrateis2℃·min-1.

Keywords:

DispersionbrilliantblueBR;polyester,polyesterandspandexintertwined;knit;dyeing

1前言

随着染整行业的发展，人们对服装的综合性能要求越来越高，在穿着舒适的同时要求衣服的性能是优良的，同时也要求衣服的颜色色光是多元的，在这个多彩的世界，服装业也越来越趋向多元化[1]。

而由于成本问题，染整行业居多的趋向于向东南亚等地区转移，如何降低生产成本是公司的生存问题。

所以在生产过程中，不仅要质量优良，产品性能好，而且生产成本的减少将会是企业盈利的一大重要关键[2-3]。

近年来，印染工业因染色一次成功率低而导致染色过程中重染、修色、废染和剥色改染等行为，增加了额外的能耗和排放。

而作为合成纤维中一个重要品种涤纶的染色，同时面临着耗能、耗水和排放污水的尴尬局面，所以提高涤纶染色一次成功率是广大染整工作者的关注核心[4-5]。

分散艳兰BR的色光比其它同类型的蓝色染料鲜艳，价格较便宜，力份较高，综合性价比高。

氨纶具有优异的弹力，具有高弹的特点，如今含氨纶弹力的织物在国内非常流行，但是在分散艳兰染色涤氨纶布时非常容易产生色花色变，一次成功率不高。

所以分析并解决分散艳兰BR易色花和易色变的问题从而提高分散艳兰BR在涤氨混纺纤维中染色一次成功率可以提高企业的效率和生产力。

1.1分散艳兰BR

分散艳兰BR色光鲜艳，耐晒，耐升华，牢度良好，湿处理牢度优良，对棉沾污轻微，染料颗粒细度均匀，扩散性能好，适用于涤纶织物的染色、套色及印花均能获得良好效果[6]。

分散艳兰BR这支染料是一类环保染料，价格比同色相的艳蓝染料略低，且力份是同色相艳蓝染料的三倍，在生产成本上分散艳兰BR的综合性价比是同色相艳蓝染料的三倍[7]。

但是分散艳兰BR在染色过程中容易产生色相不稳定、染色不匀等不稳定现象，所以对分散艳兰BR的研究是必不可少的。

分散艳兰BR的结构与合成。

合成方法是将1—氨基—2—溴—4—苯胺基一蒽醌在浓硫酸中与N—羟甲基—钛酰亚胺缩合而得。

这样制得的染料,由于分子量的增大,而提高了升华牢度。

分散艳蓝BR的结构分析，BR的分子式：

分散艳兰BR是非离子染料，不含强离子化基团，如-S03Na和-COONa，有金属溴离子，相对分子量较大，含有极性基团-NH2，在水中溶解度较小，在高温碱性条件下含有酰胺基、氰基等基团的分散染料，会发生水解——染料色光变化，上染百分率变化。

pH值过低，氨基发生质子化，D-NH2+H+D-NH3+。

1.2涤氨布染色优势及应用情况

氨纶丝的弹性模数是全部纺织纤维中最小的，仅比橡胶丝略大，因而特别柔软，穿戴时没有压迫感，舒适自然，悬垂流畅，它的弹性伸长可高达700-800%，其回弹性特别优良，即使拉伸至500%时，其回弹率仍高达95-99%[8-9]。

氨纶是聚氨酯类纤维，因其有优良的弹力，故又名弹性纤维，在服装织物上得到了大量的应用，具有弹性高的特点。

随着生活水平的提高人们对于服装面料的功能性要求越来越多。

如今含氨纶的弹力织物在市场上非常流行。

该类产品具有较高的弹性和优良的回弹性能，手感柔软、穿着舒适，易吸汗且不会产生静电等优点[10]。

涤氨混纺纤维它具有两种纤维的优良性能，但是它染色的难度也提高了，在染色过程中极易出现色差[11-12]。

氨纶因为其特殊的超分子结构而具有优良弹性，含氨纶的弹力织物因为自身优越的性能而倍受人们的喜爱[13]。

普通的涤氨针织物由于氨纶含量较低（约5%-10%），大多采用分散染料进行一浴染色，但是由于氨纶的存在，在加工中如果反复升高温，容易导致氨纶的损伤，导致克重偏轻，最终不为客户所接受，因此涤氨针织物对于染色一次成功率的要求很高[14]。

氨纶对多种染料都具有亲和力。

而分散染料是氨纶染色最理想的染料,但是高温染色会影响氨纶的弹性和强度,而较低温度（低于100℃）染色,有些染料因溶解性差使得上染率较低,有些染料因分子体积较大而扩散性能差造成表面浮色和匀染性差[15]。

不同的助剂对分散染料染氨纶的影响不同，所以本实验对分散染料染涤氨纶的助剂进行筛选。

2实验部分

2.1实验材料、药品及仪器设备

2.1.1实验材料

表1实验材料

织物序号

名称

组分

1

全涤长丝氨纶平针布

16.7tex/144f与3.3tex（150D/144F+40D）涤氨交织

2

全涤平针布

8.3tex/72f（75D/72F）

3

氨纶丝

4.4tex（40D）

2.1.2实验药品

表2实验药品

实验药品材料

生产厂家

分散艳兰BR

浙江龙盛集团股份有限公司

BREVIOLMP

科凯精细化工有限公司

高温匀染剂DLP

拓纳贸易有限公司

高温匀染剂MCN

广州盛元化工有限公司

TF212

浙江传化股份有限公司

多功能匀染剂

隆盛化工贸易有限公司

HAC

泉州立信化工贸易有限公司

2.1.3实验仪器及设备

表3实验仪器

实验仪器

生产厂家

MAT-24M-090945红外线试色机

瑞士玛帝仕（香港）科技有限公司

DATACOLORAUTOLABSPS母液配置系统

DATACOLOR公司

DATACOLOR650电脑测配色分光仪

DATACOLOR公司

BL-300电子天平

厦门佰伦斯电子科技有限公司

101-3A型电热鼓风干热箱

天津市泰斯特仪器有限公司

TS-100型小样脱水机

广州市鸿靖实验设备有限公司

S-25型pH计

上海伟业仪器厂

注：

其它仪器有烧杯、玻璃棒、移液管、吸耳球。

2.2实验方法

2.2.1染色工艺

染色工艺处方及条件：

分散艳兰BR（owf%）

1

HAC（g·L-1）

0.8

浴比

1:

12

保温温度（℃）

130

保温时间（min）

30

染色工艺曲线见图1.

130℃30min

2℃/min

室温入染3℃/min80℃冷却水洗

图1染色工艺曲线

染色温度设置为130℃，因为涤纶在130℃以上的温度上染率最高，而氨纶丝在高于130℃时氨纶的弹性受到影响，氨纶丝极易受热使强力损失严重而断裂。

所以染色温度尽量不要超过130℃。

2.2.2分散艳兰BR主要影响因素的研究

分散艳兰BR（owf%）

1

TF212（g·L-1）

1

HAC（g·L-1）

0.8

保温温度（℃）

130

升温速率（℃·min-1）

3

保温时间（min）

30

浴比

1:

12

布种

16.7tex/144F+4.4tex氨纶交织布

1、浴比对分散艳兰BR染色的影响，其余条件不变，将浴比分为1:

10、1:

12、1:

15、1:

18、1:

20。

2、pH值对分散艳兰BR染色的影响，其余条件不变，将pH值分为3、3.5、4、4.5、5、5.5、6。

3、匀染剂种类及用量对分散艳兰BR染色的影响，其余条件不变，匀染剂种类及用量如表4所示：

表4匀染剂种类及用量

匀染剂

匀染剂浓度（g·L-1）

DM2115

0

0.3

0.5

1

1.5

2

HT-B

0

0.3

0.5

1

1.5

2

MP

0

0.3

0.5

1

1.5

2

多功能匀染剂

0

0.3

0.5

1

1.5

2

TF212

0

0.3

0.5

1

1.5

2

2.2.3匀染剂的优选

改变匀染剂的种类及用量，分析对分散艳兰BR的的影响。

染色工艺处方及条件：

分散艳兰BR（owf%）

1

HAC（g·L-1）

0.8

浴比

1:

12

温度（℃）

130

时间（min）

30

升温速率（℃·min-1）

2

浴比

1:

12

匀染剂种类及用量如表5所示：

表5匀染剂种类及用量

匀染剂

匀染剂浓度（g·L-1）

BREVIOLMP（非离子）

0

1

2

3

高温匀染剂DLP（阴离子）

0

1

2

3

高温匀染剂MCN

0

1

2

3

TF212K（阴/非）

0

1

2

3

多功能匀染剂（阴/非）

0

1

2

3

NFS

0

1

2

3

匀染剂染实验所用的是两种不同的布种，一种为8.3tex/72f纯涤平针布种，以及92%8.3tex/72f加8%4.4tex氨纶丝混合布种，用分散艳兰BR对这两种布种染色，匀染剂的种类及用量作为变量，分析探讨匀染剂对涤氨混纺织物的影响。

2.2.4分散艳兰BR最佳应用工艺的研究

针对匀染剂的用量、浴比、pH值、保温时间以及升温速率进行分散艳兰BR的正交实验，确定分散艳兰BR的染色正交试验因素水平表。

表6分散艳兰BR的染色正交试验因素水平表

多功能匀染剂（g·L-1）

pH值

浴比

保温时间（min）

升温速率（℃·min-1）

试验1

1

3.5

1：

20

30

2

试验2

2

3.5

1：

10

20

1

试验3

3

3.5

1：

15

40

3

试验4

1

4

1：

15

20

2

试验5

2

4

1：

20

40

1

试验6

3

4

1：

10

30

3

试验7

1

4.5

1：

10

40

1

试验8

2

4.5

1：

15

30

3

试验9

3

4.5

1：

20

20

2

根据正交实验水平值得出的结果，得出每个因素的最适染色条件，当水平值越大时，说明此因素的条件越好。

以得出的最适条件对分散艳兰BR进行染色，验证正交实验的准确性。

2.3测试方法

2.3.1K/S值测试

本实验采用SEDO测色系统，测定不同染色条件下染色织物的得色深度（K/S）值，每个试样取4个点进行测量，取其平均值为最终结果。

通过计算得到K/S值，K/S值越小，表示固体试样表面颜色越浅，有色物质浓度越低；K/S值越大，表示固体试样表面颜色越深，即有色物质浓度越高，染料染色性能越好。

当两个布样的K/S值之差小于1时，两布样之间的DE值也会小于1，所以当K/S值之差小于1时，对布样颜色的影响不大，反之，当布样的K/S值之差大于1时，对布样颜色有较大的影响。

2.3.2色差测试

色差指两个试样在颜色知觉上的差异，它是明度差、彩度差、和色相差的综合效应。

明度差表示颜色深浅的差异，色相差表示颜色偏红偏绿或偏黄偏蓝的差异，彩度差表示鲜艳度的差异。

本文用L*（明度）、C*（饱和度）、H*（色相角）、a*（红绿坐标）、b*（黄蓝坐标），L*的正方向表示布样颜色偏浅，L*的负方向表示布样颜色偏深；C*的正方向表示布样颜色偏鲜艳，C*的负方向表示布样颜色灰暗；a*的正方向表示布样偏红，a*的负方向表示布样偏绿；b*的正方向表示布样偏黄，b*的负方向表示布样偏蓝。

CIE1976L*a*b*色差公式中的△E值由颜色三维刺激值色差△L、△a和△b而求得，计算公式如下：

3结果与讨论

3.1单因素试验

3.1.1浴比对分散艳兰BR染色的影响

参照2.2.1工艺及2.2.2单因素实验，改变实验浴比，其余条件相同，分别对5组布样染色，结果见图4。

图4浴比对分散艳兰BR的K/S值的影响

如图4所示，分散艳兰BR染色时浴比对K/S值的影响不大，各布样K/S值差均小于0.5，所以在分散艳兰BR的染色时染液的浴比不是主要的影响因素。

3.1.2pH对分散艳兰BR染色的影响

参照2.2.1工艺及2.2.2单因素实验，改变实验pH，其余条件相同，分别对7组布样染色，结果见图5。

图5pH值对分散艳兰BR的K/S值的影响

如图3所示，在pH值为3-4的时候，对分散艳兰BR的K/S值影响不大，当pH小于4.5时，K/S值显著下降，所以在染色时要将染液的pH值控制在3-4.5以内。

3.1.3匀染剂种类及用量对分散艳兰BR染色的影响

参照2.2.1工艺及2.2.2单因素实验，改变实验匀染剂种类及用量，其余条件相同，分别对5种匀染剂的6个不同的浓度梯度进行染色，结果见图6。

图6匀染剂种类及用量对分散艳兰BR的K/S值的影响

表7匀染剂DLP对色差影响表

DLP（g·L-1）

dECMC2:

1

dL*

Da*

Db*

dC*

dH*

0.3

0.59

-0.03

0.83

-0.67

0.63

0.86

0.5

0.54

0.96

-0.23

-0.46

0.47

-0.2

1

1.08

1.53

-1.13

0.51

-0.43

-1.16

1.5

2.92

3.4

-3.37

2.31

-1.99

-3.56

2

3.84

5.18

-2.52

4.91

-3.59

-4.19

表8匀染剂TF212对色差影响表

TF212（g·L-1）

dECMC2:

1

dL*

Da*

Db*

dC*

dH*

0.3

0.21

0.32

-0.19

0.12

-0.11

-0.19

0.5

1.7

2.06

-2.03

0.88

-0.73

-2.09

1

1.98

2.23

-2.28

1.73

-1.55

-2.41

1.5

3.31

3.59

-3.86

2.93

-2.55

-4.13

2

4.59

5.2

-5.27

3.86

-3.25

-5.67

表9多功能匀染剂对色差影响表

多功能（g·L-1）

dECMC2:

1

dL*

Da*

Db*

dC*

dH*

0.3

0.2

0.34

-0.05

0.26

-0.26

-0.07

0.5

0.34

0.63

-0.16

0.18

-0.17

-0.17

1

0.75

1.27

-0.59

0.18

-0.14

-0.6

1.5

0.92

1.43

-0.8

0.6

-0.54

-0.84

2

1.79

2.24

-1.9

1.61

-1.44

-2.03

表10匀染剂HT-B对色差影响表

HT-B（g·L-1）

dECMC2:

1

dL*

Da*

Db*

dC*

dH*

0.3

2.31

2.94

-2.61

1.26

-1.05

-2.7

0.5

2.55

3.14

-2.99

1.16

-0.91

-3.08

1

3.92

4.58

-4.6

2.56

-2.09

-4.83

1.5

4.26

4.97

-4.93

2.97

-2.45

-5.21

2

4.92

5.89

-5.57

3.46

-2.83

-5.92

表11匀染剂DM2115对色差影响表

DM2115（g·L-1）

dECMC2:

1

dL*

Da*

Db*

dC*

dH*

0.3

4.78

5.73

-5.42

3.3

-2.7

-5.75

0.5

5.6

6.68

-6.23

4.32

-3.56

-6.7

1

6.77

8.18

-7.28

5.58

-4.59

-7.94

1.5

7.74

8.97

-8.22

7.3

-6.05

-9.18

2

7.71

9.08

-8.07

7.31

-6.1

-9.02

如图6以及表7-11所示，在分散艳兰BR染色时匀染剂的种类及用量不同对K/S值的影响很大，实验可知，随着匀染剂浓度的加大，K/S值也随之下降，色变也随之增大，匀染剂对分散艳兰BR发生反