β-环糊精在涤纶针织物染整工艺中的应用毕业论文.doc

毕毕 业业 论论 文文 题 目： -环糊精在涤纶针织物染整工艺中的应用 学院： 化 学 化 工 学 院 专业： 轻化工程 班级： 0802 学号： 200806020214 学生姓名： 宁 凤 婷 导师姓名： 陈 镇 完成日期： 2012 年 3 月 10 日2012 年 6 月 12 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，也不包括为获得其他教育机 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： 年 月 日 毕毕业业设设计计（论论文文）任任务务书书 题目： -环糊精在涤纶针织物染整工艺中的应用 姓名 宁凤婷 学院（系） 化学化工 专业 轻化工程 班级 0802 学号 200806020214 指导老师 陈镇 职称 讲 师 教研室主任 潘 璞 一、基本任务及要求： 1、课题内容：考察不同种类的分散染料对涤纶针织物进行高温高压染色时，加入-环糊精对 染色效果的影响；包括织物的表观色泽深度（k/s）、染色不匀率(u)、上染百分率(a)以及织物的 耐摩擦色牢度、升华牢度等。比较加-环糊精与加表面活性剂1227对阳离子红染涤纶染色效果的 影响。 2、任务要求： a、完成 2000 字以上的文献综述一篇； 1100013000 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：（共 17 周） 1. 第 12 周 查阅资料、撰写文献综述、开题报告 2. 第 3 周 检查、修改并提交文献综述、开题报告 3. 第 4 周 实验准备 4. 第 512 周 实验、测试 5. 第 1314 周 实验数据整理、补充实验、撰写毕业论文初稿 6. 第 1516 周 修改并提交毕业论文、工作手册，原始记录 7. 第 17 周 毕业论文答辩 目 录 摘要：.i abstract：.ii 1 前言.1 1.1 -环糊精的结构1 1.2 -环糊精的包合作用1 1.2.1 包合的原理1 1.2.2 包合的应用1 1.3 -环糊精在纺织行业中的应用.2 1.4 涤纶针织物的概述2 1.5 -环糊精在涤纶织物染色中的应用.3 1.6 本课题研究的内容及意义4 2 实验部分.5 2.1 材料、仪器和化学药品5 2.1.1 材料5 2.1.2 仪器5 2.1.3 化学药品5 2.2 实验方法6 2.2.1 分散染料高温高压染色6 2.2.2 阳离子染料染色.7 2.3 测试方法8 2.3.3 分散染料上染百分率的测定8 2.3.2 阳离子红上染百分率的测定.8 2.3.2 k/s 值的测定.8 2.3.4 不匀率的测试8 2.3.5 耐磨擦色牢度的测试9 2.3.6 耐升华牢度的测试9 3 结果与讨论10 3.1 分散黄 sfn 染涤纶.10 3.1.1 -环糊精对上染百分率的影响10 3.1.2 -环糊精对 k/s 值和不匀率的影响.11 3.1.3 -环糊精对耐摩擦牢度的影响12 3.1.4 -环糊精对耐升华牢度的影响12 3.2 分散蓝 sfn 染涤纶13 3.2.1 -环糊精对上染百分率的影响13 3.2.2 -环糊精对 k/s 值和不匀率的影响14 3.2.3.-环糊精对 耐摩擦牢度的影响14 3.2.4 -环糊精对耐升华牢度的影响15 3.3 -环糊精与阳离子红包合对涤纶染色的影响15 3.3.1 -环糊精对上染百分率的影响15 3.3.2 -环糊精对 k/s 值和不匀率的影响16 3.3.3 -环糊精对耐摩擦牢度的影响17 4 结论.18 参考文献19 致谢20 i -环糊精在涤纶针织物染整工艺中的应用 摘要：本文研究了分散黄 sfn、分散蓝 sfn 上染涤纶针织物的过程中，-环糊 精的浓度对染色效果的影响，实验结果表明随着 -环糊精浓度的增大，不匀 率缓慢的减小，而对上染百分率、k/s、耐摩擦牢度、耐升华牢度等值影响不大。 同时探讨了 -环糊精对阳离子红 x-3r 染涤纶针织物染色效果的影响，并与表 面活性剂 1227 进行比较。结果证明，-环糊精的加入能降低上染速率，起到 很好的匀染作用，而且匀染性比 1227 更好。 关键词：-环糊精；上染百分率；k/s；匀染性；染色效果 application of -cyclodextrin in the dyeing and finishing process of polyester knitted fabric abstract：this paper studied the influence made by the concentration of cyclodextrin during the process of disperse yellow sfn and disperse blue sfn dyeing of polyester knitted fabric. the experimental results showed that, with the increasing of the concentration of cyclodextrin, the unevenness slowing decreased，while it made a little effect on the dye-uptake, k/s value, color fastness and so on. whats more, in the paper, i have discussed the influence made by cyclodextrin during the dyeing process of cationic red -3r dyeing of polyester knitted fabric, and then compared it with the surface active agent 1227. the results proved that, with the accession of cyclodextrin, the dyeing rate can be obviously reduced. and during the dyeing process -cyclodextrin played a very good level dyeing effect, and even better than 1227. keywords：- cyclodextrin; dye-uptake; k/s; levelling property ; dyeing effect 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 1 1 前言 1.1 -环糊精的结构 环糊精是分别由68个甚至更多-d-吡喃葡萄糖单元，彼此间通过- 1，4苷键连接而成的环状低聚糖。环糊精的立体结构是上狭下宽、两端开口的 中空截顶圆锥体。组成环糊精的每个葡萄糖单元都含有大量羟基，配糖氧桥原 子排列在环糊精空腔内部，被吡喃葡萄糖环上与碳原子相连的氢原子覆盖，因 而环糊精空腔外部表现出亲水性而内部具有疏水性1。 -环糊精独特的疏水空腔结构，使其可以与某些染料分子（分散染料、阳 离子染料）在溶液中形成包合物。-环糊精与分散染料分子的包合为放热反应， 随着温度的逐步升高，染料分子会不断从-环糊精空腔释放出来2。由于- 环糊精可被生物降解，大大减轻了后续污水处理的压力。 1.2 -环糊精的原理作用 1.2.1 包合的原理 包合主要是一种物理过程，它是指一种分子被包嵌于另一种分子的孔穴结 构中。此种包合物主要有主体分子(如环糊精)和客体分子(被包合物质)两部分 组成，经包合后可以改变客体分子的某些理化性能，如溶解度、稳定性等3。 包合物的形成主要取决于环糊精与客体分子的立体结构和两者之间作用力 的大小。在选择客体分子时，首先客体分子或者客体分子中的某些基团的大小 要与环糊精的内径相匹配。另外，目前普遍认为环糊精与客体分子的主要作用 力有范德华力、氢键、疏水作用等，包合过程中的主要推动力是疏水力。当包 合介质为水溶液时，环糊精的疏水空腔被最初水分子所占据，这种极性-非极性 相互作用在能量上是不利的。因此当有合适的非极性客体分子被加入到环糊精 的水溶液中，环糊精周围的水分子即会推动客体分子向其疏水空腔运动，同时 环糊精空腔中的水分子会被释放出来，从而形成非极性一非极性相互作用的稳 定状态4。 1.2.2 包合的应用 环糊精独特的疏水空腔结构，使得环糊精可以与某些物质形成包合物，从 而改变了这些物质的性能，如环糊精与染料形成包合物后，可以提高难溶性染 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 2 料在水中的“溶解度”，改善染料的匀染性，增加染料上染量，降低染色废水 中的染料量，增加染料的稳定性等；与药物形成包合物后，可以显著地改变药 物的理化性能，如提高药物的稳定性，增加难溶性药物的溶解度和生物利用度， 减少药物副作用，掩盖不良气味等5,6。与香料形成包合物后，可以降低香料 的挥发性7等。因此了解环糊精对客体分子包合机理是非常重要的，这不仅使 我们能够知道哪些物质可以与环糊精形成包合物，同时也对包合物的性质有一 定的预测。包合物的形成主要取决于一环糊精与客体分子的空间结构5。 1.3 -环糊精在纺织行业的应用 -环糊精在纺织行业中具有较大的应用价值8。利用其天然空腔的包合作 用，可作为染色加工中的缓染剂，并具有较好的匀染效果，能有效防止和减少 染浴中染料的水解，对染浴ph 也具一定的缓冲和稳定作用；在印花加工中，能 提高各种染料的稳定性及相容性，可应用于混纺交织物中多种染料的同浆印花； 在后整理中，利用其空腔对不同分子态材料的包合，可赋予纺织品多种功能。 同时-环糊精是生物可降解的环保型助剂，对环境无污染。但环糊精在纺织品 加工中的研究和应用，仅国外有少量报道9,10，且理论研究不多11。 1.4 涤纶针织物的概述 涤纶针织物由于纤维较细，单位质量纤维束的表面积大，染色时染料的上 染速度快，特别是纤维的初始吸附高，从而导致染色不匀。目前涤纶针织物常 用的匀染剂多为阴离子和非离子表面活性剂按一定比例复配而成的，一般不易 被生物降解。本实验所用的-环糊精是通过-1，4-葡萄糖键连接而成的环状 低聚糖，含有7个葡萄糖单元，分子结构中含有疏水空腔，可以与分散染料形成 包合物，在染色过程中能够降低染料的上染速率，从而提高其上染百分率，改 变其染色性能，且易于被生物所降解12。 涤纶属疏水性化学纤维，即聚对苯二甲酸乙二酯。目前能对其进行工业化 染色的染料只有分散染料。分散染料对涤纶织物的上染过程。可看作是分散染 料在涤纶纤维中的溶解过程，是纯粹的物理过程。染料分子与纤维主要依靠氢 键、范德华力以及偶极引力而结合。染色过程主要有3个阶段：涤纶纤维对分散 染料的吸附、分散染料分子向纤维内部的扩散、分散染料的扩散与反扩散的迁 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 3 移平衡。实现分散染料对涤纶纤维的上染只有在高温高压、热熔或添加载体的 条件下，将涤纶纤维非结晶的内部孔道打开，染料分子才能有机会进入到纤维 内部，从而达到染色的目的。 1.5-环糊精在涤纶织物染色中的应用 (1)提高难溶性染料的溶解度 由于环糊精分子呈环状中空圆筒形，其空隙的开口处和外部含有大量的羟 基，因此成亲水性，而内部呈疏水性，因此常用来包合疏水性染料，形成包合 物后，染料的“溶解度”增大，如分散黄 23 染料经 -环糊精包合后其溶解度 可由原来的 23mg/l 增至 589mg/l，从而提高了染料在水中的分散性，使染色后 不匀性得到改善。 （2）提高匀染性 环糊精与染料之间形成包合物的主要作用力为疏水键，当外力大于此作用 力时，染料分子将会重新释放出来，因此使用环糊精-染料包合物进行染色时， 在染色过程中，随着染色环境的改变，染料分子被缓慢地释放出来，降低了染 料的初始上染速率，有利于匀染。随着染浴温度的提高和染色时间的增长，几 乎所有的染料都会释放出来。 （3）提高染料上染量，降低染色废水的染料量 标准分散染料染色时特别是染深色时，大量的染料在染浴中仍保持着未固 着的状态，因此染色废水中染料量很高，增加了废水处理的难度，当使用环糊 精-染料包合物进行染色时，染料以分子形式吸附到纤维表面，染浴中未固着的 染料量减少，因此可以提高染料的上染量，减少染色废水中的残留染料量，提 高了染料的利用率，减轻了染色废水的处理难度，从生态方面和经济方面考虑 都是很有利的。 （4）增加染料的稳定性 在提倡绿色染整的今天，很多研究者把目光放到了天然染料的使用上，但 是有的天然染料稳定性较差，影响了其染色性能，经环糊精包合后，染料分子 进入环糊精的空腔中，染料的活性部分被藏在环糊精之中，相对减少了与外界 环境（如光、热、湿度等）得接触机会，从而提高了染料的稳定性。 （5）环糊精在水洗过程中的应用 染整加工中通常要使用一些表面活性剂，如润湿剂、匀染剂、乳化剂等， 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 4 这些表面活性剂对有的纤维具有一定的亲和性，从而吸附在纤维表面，水洗很 难去除，有时会影响后续加工，而且也会影响植物的某些性能，如染色性、表 面润湿性、降低拒水整理的效果等。利用环糊精在水溶液中能够和表面活性剂 形成包合物，在水洗过程中加入环糊精，可以去除大部分吸附在纤维表面的表 面活性剂，减少了表面活性剂对后序加工的影响，且可减少水洗次数，节省水 资源3,13。 1.6本课题研究的内容及意义 本课题主要研究-环糊精在聚酯超细纤维染色中的应用，分别探究了- 环糊精与分散染料（分散黄、蓝）以及阳离子染料的包合及其对涤纶织物染色 效果的影响。其意义在于一方面-环糊精与染料分予形成包合物后可以提高分 散染料的“溶解度”，使更多的染料“溶解”在染液中，从而使染料以单分子 的形式吸附在纤维表面，有利于匀染：另一方面，-环糊精包合染料后，染色 时缓慢释放染料，使初始上染速率下降，也可以起到匀染的效果。此外，由文 献上报道14，染色时，加入-环糊精可以提高纤维的得色量。我们知道聚酯 超细纤维的比表面积较大，初始上染速率很高，染色很容易染花，因此从理论 上考虑，染色时加入-环糊精将会起到降低初始上染速率，减少染色的不匀性 的作用。此外，涤纶超细纤维得色量也比常规涤纶纤维低，加入-环糊精也可 以增加超细纤维的得色量。 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 5 2 实验部分 2.1 材料、仪器和化学药品 2.1.1 材料 漂白纯涤纶针织物 2.1.2 仪器 表 1 实验仪器 仪器型号生产厂家 y57b 摩色牢度仪宁波纺织仪器厂 yg605c-111/1 熨烫升华牢度仪宁波纺织仪器厂 sct 纺织品测色配色仪沈阳彩谱科技有限公司 v-1200 型可见分光光度计上海美谱达仪器有限公司 jj-1 型电热恒温水浴锅上海普瑞赛斯仪器有限公司 xy 系列精密电子天平常州市幸运电子设备有限公司 hsb-24 型高温染色小样机佛山市禅城区宏信机械设备厂 ire-24 型红外线小样染色仪佛山市禅城区宏信机械设备厂 as-12 型常温振荡式染色小样机佛山市禅城区宏信机械设备厂 jj 型精密增力电动搅拌器江苏金坛市佳美仪器有限公司 00-101-2 型数显电热鼓风烘箱佛山市禅城区宏信机械设备厂 2.1.3 化学药品 表 2 实验药品 药品名称公司名称 分散黄 sfn浙江昱泰染化科技有限公司 分散蓝 sfn浙江昱泰染化科技有限公司 阳离子红 x-3r浙江昱泰染化科技有限公司 表面活性剂 1227广东德美精细化工股份有限公司 -环糊精广东德美精细化工股份有限公司 冰醋酸上海凌峰化学试剂有限公司 纯碱上海凌峰化学试剂有限公司 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 6 2.2 实验方法 2.2.1 分散染料高温高压染色方法 2.2.1.1 实验处方和工艺条件 表 3 实验处方 试剂用量 分散染料 sfn2%（owf） -环糊精0%、1%、2%9% 分散剂1g/l 醋酸调 ph4-5 浴比1：50 2.2.1.2 实验工艺曲线 125，30min 1/min 入染 90 2/min 室温 室温 皂煮、水洗、烘干 2.2.1.3 实验步骤 按实验处方用蒸馏水配制染液，然后在干净的染杯中加入规定量的染液 （用刻度移液管准确吸取） ，准确量取 -环糊精和分散剂加入染液中，搅拌使 其溶解，补足所需要的水量，用醋酸调节染浴的 ph 值为 4-5。染浴配制完毕后， 将染浴倒入高温高压染色机的染色杯中，将染色杯放入高温高压染色机中，另 将已经在水中润湿的涤纶针织物放入染色杯中，按照高温高压染色机的操作步 骤进行，开始染色。 染浴在 90以前以 2/min 速度升温，90以后升温速度降到 1/min， 升温至 125染 30min，染色完毕后取出试样，冷水洗、皂煮（皂片 2g/l，纯 碱 2g/l，95，10min，浴比 1：30） 、水洗、烘干。 2.2.2 阳离子染料染色方法 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 7 2.2.2.1 实验处方和工艺条件 表 4 实验处方 试剂用量 阳离子红 x-3r0.5%(owf) -环糊精5g/l 表面活性剂 12275g/l 染色温度 90 醋酸调 ph4 浴比1：50 2.2.2.2 染色方法 染料对织物重 0.5%，浴比 1：50，染液 ph=4，用冰醋酸调节 ph 值。织物 于 60入染，以 1/min 的升温速度升温到 90，保温染色半个小时，再升温 到 100，续染半个小时，取出织物，洗净、烘干16。 表 5 实验方法 实验12345 -环糊精（g/l）555 1227（ml）（搅拌）55 （方法 1 是指染料先在含 -环糊精的染液中于 60下磁搅拌 1h。其它方法中 -环糊精和表面活 性剂 1227 都在染色时一起加入，其中“”表示不加 -环糊精或表面活性剂 1227。 ） 2.2.2.3 实验工艺曲线 100，30min 1/min 90，30min 入染 60 1/min 50 水洗、烘干 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 8 2.3 测试方法 2.3.1 分散染料上染百分率的测定 2.3.1.1 分光光度计测最大波长 参照中华人民共和国国家标准 gb4793.1-2007/iec61010-1：2001，利用分 光光度计来测量最大吸收波长。 2.3.1.2 工作曲线的绘制 用5ml的移液管分别移取标准溶液0.4ml、0.8ml、1.6ml、3.2ml、4.0ml依 次放入编号为1-6的50ml容量瓶中，然后加蒸馏水稀释至刻度。任意取一浓度的 染料溶液，在分光光度计上测定该染料的最大吸收波长max，再以该波长测定 1-6号染料溶液相应的吸光度a，取1-6号染料溶液的相对浓度分别为 10%、20%、40%、60%、80%、100%，用吸光度a作为纵坐标，浓度c%作为横坐标， 绘出工作曲线。 2.3.1.3 上染百分率的读取 染色完毕后用移液管吸取 4ml 残液于 50ml 容量瓶中，以蒸馏水稀释至刻度。 在该染料的最大吸收波长下测定残液的吸光度 a，在前面绘制出的工作曲线上 读出相应的染料浓度（c%）根据以下公式计算上染百分率：上染百分率=100%- c%。 2.3.2 阳离子染料上染百分率的测定 2.3.2.1 最大分光度值的测试 取 2ml 染色前染液于 50ml 容量瓶中，并在分光光度计上测出其最大吸收波 长 max，记录下对应的吸光度值（a0） 。 2.3.2.2 上染百分率的计算 在 90下分别取染色后 5min、10min、15min、20min、25min、30min 的染 液 2ml 于 50ml 的容量瓶中，测得其在最大吸收波长下的吸光度值 ai ，则：上 染百分率=(1- ai/ a0)100 2.3.3 k/s 值测试 参照 gb 2397-86分散染料提升力测定方法，利用 sct 系统电脑测色配 色仪来测定试样的染色深度 k/s 值。 2.3.4 不匀率的测定 采用测配色仪，分别在布样的若干个不同点测试ks值，取其平均值作为 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 9 织物的ks值。然后根据以下公式计算织物的不匀率u()： u=100% n sk sk 2 1 / i)/( ）（ 式中：n为所取点数，本试验中n=4，i=1，2，3，4。u值为该组ks值的标准差。 u值越小，织物的匀染性越好。 2.3.5 耐摩擦色牢度的测试 参照 gb/t 3920-1997纺织品 色牢度实验 耐磨擦色牢度，利用耐摩擦 色牢度试验仪来测试实验中的试样的干摩擦牢度。 2.3.6 耐升华牢度测试 参照 gb/t 5718-1997纺织品 色牢度试验 耐干热色牢度，利用熨烫升 华色牢度仪来测试实验中试样的耐升华牢度。 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 10 3 结果与讨论 按照 2.2.1 中的实验处方配制染液进行染色，探讨使用不同的分散染料染 色时加入不同浓度的 -环糊精（0%-9%） ，对染色后织物的上染百分率、表面 色泽深度（k/s 值） 、不匀率（u%） 、耐磨擦牢度以及耐升华牢度的影响。 3.1 分散黄 sfn 染涤纶针织物 3.1.1-环糊精对上染百分率的影响 按照 2.3.1.2 工作曲线的绘制方法，测出该染液的最大吸收波长 max=440nm，在此最大波长下测出 1-6 号染液的分光度值如表 6 如下： 表 6 标液的分光度值 染液 v（ml） 0.40.81.62.43.24.0 分光度 a0.1430.3020.5681.2261.3791.435 根据表 1 中的数据，取 1-6 号染液的相对浓度分别为 10%、20%、40%、60%、80%、100%绘出工作曲线图一如下： 图 1 浓度-分光度曲线图 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 11 然后在此最大吸收波长（max=440nm）下测定 1-10 号染杯中残液的分光 度值，并对照上图 1 读出 1-10 号染液的上染百分率，所得结果如表 7： 表 7 1-10 号染杯的上染百分率 染杯序号12345678910 分光度 a0.0440.0370.0370.0370.0470.0500.0260.0370.0370.024 上染百分率96%97%97%97%96%96%98%97%97%98% 由表2可知，除第5，6两组加了-环糊精后上染百分率与第1组空白实验的 相同，即都为96%外，其它七组的上染百分率都有所增加，但是增加量不大，这 表明用分散黄sfn对涤纶超细纤维进行染色，当染色条件一定时，加入-环湖 精的量的多少对织物的上染百分率几乎没有影响。这是由于-环糊精与分散染 料之间形成包合物的主要作用力为疏水力，当外力大于此作用力时，染料分子 将会重新释放出来，因此，随着染色的进行，染浴的温度升高，染料分子将会 被逐渐释放出来，有关研究证明15,在温度高于120时，加-环糊精和未加 -环糊精的染料吸附百分率基本一致这是由于在高温时，染料分子几乎全部 被释放出来，因此，对染料的平衡吸附量影响不大15。 3.1.2 -环糊精对 k/s 值及不匀率（u%）的影响 为了研究加入 -环糊精浓度的大小对织物表面色泽深度以及不匀率的影 响，用电脑测色配色仪对染色后的布样进行测试：分别在布样的四个不同点测 试 ks 值，取其平均值作为织物的 ks 值。然后根据以下公式计算织物的不 匀率 u()： u=100% n sk sk 2 1 )/ i)/( （ 式中：n 为所取点数，本试验中 n=4，i=1，2，3，4。u 值为该组 ks 值 的标准差。u 值越小，织物的匀染性越好。本实验测得染色后织物上不同的 4 点的 k/s 值，并计算出不匀率（u%）所得的结果如下表 8。 表 8 k/s 值和不匀率 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 12 测试点 1测试点 2测试点 3测试点 4k/s 平均值不匀率 布样 112.23412.37912.08411.93312.2340.035 布样 212.08111.76512.51411.37811.9210.035 布样 313.30312.61312.30612.18712.5880.034 布样 411.93312.59812.37012.96612.4630.031 布样 512.81112.18712.30612.78412.2620.030 布样 612.53912.35611.67212.42712.2390.028 布样 711.85011.47612.25311.42111.7410.028 布样 812.46312.61312.09112.83012.4930.022 布样 912.41312.03712.17012.69112.3230.020 布样 1011.81011.47012.10511.82411.8130.019 （不匀率u2=(k/s)i(k/s)-12 /n） 由表 3 可知，布样 2 到布样 10 随着 -环糊精浓度的增大，k/s 值在 11.741 至 12.588 之间波动，相比于布样 1 有所增大，这表明随着 -环糊精浓 度的增加织物的表观色泽深度有所增大，但增加幅度不大，原因是使用 -环 糊精-染料包合物进行染色时，染料以分子形式吸附到纤维表面，染浴中未固着 的染料量减少，因此可以提高染料的上染量；而随着 -环糊精浓度的增加， 织物的不匀率却呈现缓慢降低趋势，可见 -环糊精的加入对染色过程起到了 一定的匀染作用。原因是在染色过程中，-环糊精与染料分子形成包合物，随 着染色的进行，染料分子被缓慢的释放出来，从而降低了染料的上染速率，起 到一定的匀染作用。 3.1.3 -环糊精对摩擦牢度的影响 为了研究 -环糊精的加入对织物的色摩擦牢度是否有影响，对染色后织 物进行了干摩擦牢度测试，并用比色卡评定其褪色等级，所得结果如表 9。 表 9 摩擦牢度 布样12345678910 褪色牢度5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级 由表 9 中的测试结果知，加 -环糊精处理后的布样，其耐磨擦牢度与不 加 -环糊精处理的布样是相同的，均为 5 级，这表明在分散黄 sfn 染涤纶超 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 13 细纤维的过程中，-环糊精的加入对织物的摩擦色牢度没有影响。 3.1.4 -环糊精对升华牢度的影响 分散染料染涤纶的实验中，耐升华牢度是其中一项重要的性能指标，因此 本实验也对染色后的十组布样进行了升华牢度的测试，将染色后布样与一块同 大小的白布缝合在一起进行升华牢度测试，其结果如下（表 10、表 11）： 表 10 升华牢度（褪色） 布样12345678910 褪色牢度4 级4 级4 级4 级4 级4 级4 级4 级4 级4 级 表 11 升华牢度（沾色） 布样12345678910 沾色牢度4 级4 级4 级4 级4 级4 级4 级4 级4 级4 级 由表 10、表 11 中的数据可以看出，加 -环糊精处理过的布样的升华牢度 与不加 -环糊精处理的布样相同，均为 4 级，这表明 -环糊精的加入对分散 黄 sfn 在涤纶针织物的耐摩擦牢度和耐升华牢度并不会产生影响。原因在于 -环糊精的分子尺寸较大，而且分子外部都含有大量羟基使其表现出亲水性， 因而不利于与疏水性纤维结合，故对染料在纤维上的耐磨擦色牢度和耐升华色 牢度不会产生影响。 3.2 分散蓝 sfn 染涤纶针织物 3.2.1-环糊精对上染百分率的影响 按照 2.3.1.2 工作曲线的绘制方法，测出该染液的最大吸收波长 max=325nm，在此最大波长下测出 1-6 号染液的分光度值如表 12： 表 12 标液的分光度值 染液 v（ml） 0.40.81.62.43.24.0 分光度 a0.0650.2060.4020.5910.7410.931 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 14 根据表 12 中的数据，取 1-6 号染液的相对浓度分别为 10%、20%、40%、60%、80%、100%绘出工作曲线图 2 如下： 图 2 浓度-分光度曲线图 然后在此最大吸收波长（max=325nm）下测定 1-10 号染杯中残液的分光 度值，并对照上图 2 读出 1-10 号染液的上染百分率，所得结果如表 13； 表 13 上染百分率 12345678910 分光度 a0.2820.3140.3340.3010.3160.3520.3130.3360.3260.330 上染百分率71%68%66%70%68%65%68%66%69%67% 由表 13 可看出，第 1 组中没有加 -环糊精，其上染百分率为 71%，而后 面九组分别加入了不同浓度的 -环糊精，其上染百分率相比第 1 组反而有所 降低。原因是分散蓝 sfn 分子结构大，相当一部分染料分子进入环糊精空腔后 很难再被释放出来，致使染液的上染百分率有较少程度的降低。 3.2.2 -环糊精对 k/s 值及不匀率（u%）的影响 按照前面的公式和测试方法，用计算机测色配色系统测试染色后布样上不 同 4 点的 k/s 值，并由测得的 k/s 值计算出不匀率（u%） ，得到以下表格： 表 14 k/s 值和不匀率 测试点 1测试点 2测试点 3测试点 4k/s 平均值不匀率 布样 111.69711.51112.21011.91311.8280.022 布样 211.83611.62311.87312.26411.8950.020 布样 313.12913.01712.46212.56212.7870.022 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 15 布样 411.00010.0049.80510.19611.2340.020 布样 512.33212.55112.28512.57712.4350.015 布样 612.90613.06112.56212.79312.8280.014 布样 711.94412.87110.56810.82811.4860.016 布样 89.81911.63211.91012.12611.2980.013 布样 911.37910.9809.87611.40111.8750.014 布样 1011.50812.01911.65212.01211.7940.012 （不匀率u2=(k/s)i(k/s)-12 /n） 由表 14 中的数据可知，除了其中 4、7、8 三组的 k/s 值相比第 1 组空白组 的 k/s 值有点偏小外，其它六组的 k/s 值均有所增大。这表明在分散蓝染涤纶 的过程中,随着 -环糊精浓度的增大，织物的表观色泽深度也会增大，但增加 的幅度不大；而随着 -环糊精的加入，不匀率由 0.022 开始缓慢降低至 0.012，说明 -环糊精在染色过程中起一定的匀染作用（原因同分散黄上染涤 纶针织物） 。 3.2.3 -环糊精对摩擦牢度的影响 对染色后织物进行干摩擦牢度测试，并用比色卡评定其褪色等级，所得结 果如下： 表 15 摩擦牢度 布样12345678910 摩擦牢度5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级 由表 10 看出 -环糊精的加入对分散蓝 sfn 染涤纶针织物的色摩擦牢度并 没有影响，加与不加 -环糊精，染色后织物的摩擦牢度均为 5 级。 3.2.4 -环糊精对升华牢度的影响 表 16 升华牢度（褪色） 布样12345678910 褪色牢度5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级 表 17 升华牢度（沾色） 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 16 布样12345678910 沾色牢度5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级5 级级 由表 11、表 12 中的数据可以看出，加与没加 -环糊精，染色后布样的升 华牢度均为 5 级，这表明 -环糊精的加入对分散蓝 sfn 在涤纶针织物上的耐 磨擦色牢度和耐升华牢度并不会产生影响（原因同分散黄 sfn 染涤纶针织物） 。 3.3 -环糊精对阳离子红 x-3r 上染涤纶的影响 根据 2.2.2.2 的染色方法，配制染液进行实验，通过对染色后织物的上染 百分率、k/s 值、不匀率、耐磨擦牢度、耐升华牢度等性能的测试来探究 -环 糊精与阳离子红包合对涤纶染色性能的影响，并将其与表面活性剂 1227 作比较， 。 （此实验创新之处在于用阳离子染料染涤纶） 3.3.1 -环糊精对上染百分率的影响 按照 2.2.2 中染色方法以及上染百分率的测试方法来探究 -环糊精的加 入对阳离子红 x-3r 的上染百分率有什么影响。所得的结果如下： 第 2 组：加 5g/l的 -环糊精，测得染液最大吸收波长 max=540nm，对 应的 a0=0.689，在此波长下测得 90下染色时，不同时间的分光度值如下表 18： 表 18 加 -环糊精的上染百分率 时间5min10min15min20min25min30min a0.6600.6480.6350.6210.6160.607 上染百分率4.2%6.0%7.8%9.9%10.6%11.9% （上染百分率=1-ai/a0） 第 5 组：空白组，既不加 -环糊精也不加表面活性剂 1227，测得染液的 最大吸收波长 max=550nm，对应的 a=0.799，在此波长下测得 90下染色时， 不同时间的分光度值如下表 19： 表 19 空白组的上染百分率 时间5min10min15min20min25min30min a0.7570.7300.7160.7140.7050.701 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 17 上染百分率5.3%8.6%10.4%10.6%11.8%12.3% （上染百分率=1-ai/a0） 比较表18和表19，可以发现加入-环糊精的一组（第2组）上染百分率增 长明显缓慢（即上染速率明显减慢） ，而两组在30min时染液的上染百分率却基 本一致12。这是由于一环糊精对阳离子红的包合作用，使染料上染速度减慢， 但随着染色过程的进行，被包合的染料逐渐释放，所以最终阳离子红x3r的上 染百分率基本与没有环糊精作用时相近16。 3.3.2 -环糊精对 k/s 值及不匀率的影响 各方法染色后织物的表观色泽深度及不匀率结果如下表 20： 表 20 阳离子染料染色后的 k/s 值和不匀率 方法12345 -环糊精 （5g/l） 555 1227（ml）55 k/s0.4570.4210.1370.1380.451 不匀率（u）1.8%2.2%4.0%2.6%3.1% （不匀率 u2=(k/s)i(k/s)-12 /n） 由表 20 看出，第 1、2、4 组实验染色后的织物，其不匀率都比第 5 组空白 实验的不匀率低，这表明 1、2、4 三种方法染色均能使匀染性提高，即 -环 糊精与 1227 都能对阳离子红 x3r 起匀染作用，其中第 1、2 两组的不匀率比 第 4 组要低，说明 -环糊精匀染效果比 1227 稍好一些。而从方法 3 可知，若 1227 与 环糊精同时使用，匀染性反而降低。主要是因为环糊精可与表面活性 剂 1227 的疏水部分发生包合作用，从而降低了环糊精或表面活性剂 1227 的匀 染性12,16。比较 1、2 知道 60先包合 1 小时再染色的匀染效果比未包合的要 好。 3.3.3-环糊精对耐摩擦牢度的影响 各方法染色牢度测试结果如下表 21： 表 21 阳离子染料染色后的摩擦牢度 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 18 方法12345 摩擦牢度4-5 级4-5 级5 级4-5 级5 级 由表 21 看出，上面五种方法染色后，织物的耐摩擦牢度基本相同，这表明 -环糊精对阳离子染料染涤纶针织物的摩擦牢度没有影响。 化学化工学院 2012 届本科毕业论文 - 19 4 结论 （1）分散黄 sfn 上染涤纶针织物 未加 -环糊精时，分散黄的上染百分率为 96%，k/s 值为 12.234，耐 摩擦牢度及耐升华牢度均为 5 级；加了 -环糊精的实验组中，随着 -环糊精 浓度的增加，其上染百分率在 96%至 98%范围波动，但幅度不大，而摩擦牢度与 升华牢度基本为 5 级；这些数据表明，-环糊精的加入对分散黄 sfn 的上染百 分率和染色牢度影响不大；此外 -环糊精的加入能增加表观色泽深度，但幅 度不大。 随着 -环糊精浓度的增加，染色后布样的不匀率由 0.035 开始缓慢降 低至 0.019，这表明 -环糊精的使用起到了一定的匀染作用。 （2）分散蓝 sfn 上染涤纶针织物 随着 -环糊精浓度的增加，织物的 k/s 值总体来说有所增大，即 - 环糊精的加入能增加织物表观色泽深度，但是增加幅度不大，相当于没影响； 此外，加与不加 -环糊精，染色后织物的摩擦牢度和升华牢度大致相同，均 为 5 级。 未加 -环糊精时，分散蓝的上染百分率为 71%，而随着 -环糊精浓 度的增加，上染百分率略有下降（在 65%至 70%范围波动） ，这是由于分散蓝 sfn 分子结构大，小部分染料分子进入 -环糊精空腔后很难再被释放出来，致 使上染百分率降低，但是降低的幅度不大。 随着 -环糊精浓度的增加，染后织物不匀率由 0.022 缓慢下降至 0.012,这表明 -环糊精的加入对分散蓝上染涤纶针织物也起到了一定的匀染 作用。 分散蓝 sfn 的 k/s 值比分散黄 sfn 的更大，不匀率更小。说明分散蓝与 -环糊精的包合物更稳定，致使染料分子不易脱离 -环糊精空腔的束缚。 （3）阳离子染料上染涤纶针织物 方法2（只加-环糊精）的初始上染速率小于方法5（空白组）的初始 上染速率，但最终的上染百分率基本相同。这表明-环糊精的加入可以降低阳 离子染料的初始上染速率从而起到一定的匀染作用，但不影响其最终上染量。 5种染色方法染色后的不匀率从小到大的顺序为：方法1（加-环糊精