生态燃料及应用与发展.docVIP

生态燃料的应用与发展 染整概论课程论文生态燃料的应用与发展题 目： 学生姓名 李垂彪 学 号 3100307121 所在班级： 非织造101 2013 年12月 生态燃料的应用与发展摘 要:随着人类环保意识的增强及对自身健康的日益重视,重新评估和开发生态染料已成客 观需要。文章重点介绍了生态染料的染色机理以及在各领域中的应用情况,指出了生态染料应用过程中的局限性,提出了解决其局限性的一些思路,并对生态染料的应用前景做出了乐观估计。关键词:生态染料;染色;应用研究;进展。 根据英国染料和染色家协会给出的定义,生态染料是指从植物、动物或矿产资源中获得的、很少或没有经过化学加工的染料Abstract:With the strengthening eco-friendly coception and harmless to human health,it has become objective demands to re-evaluate and develop naturaldyes.The paper introduced the classes,dyeingmethod andmechanismof natural dyes.Furthermore,natural dyes.applicationswere elucidated in each field,andtheir limitations and corresponding solutions were referred to during the using process,too.Based on some researching developments,it can be convinced thatnatural dyes will have a good prospect in the future.Key words:natural dyes; dyeing; application; development 生态燃料是指以柴油和汽油、航空油品、煤油、甲醇、乙醇等为基础进行科学的调配而成的新型生态燃料。生态燃料应具备提高燃烧值、降低成本、降低排放、可再生资源，存储运输较传统燃料安全、充分利用回收资源再利用等特点。由于生态燃料的这些特性，其可推广性备受青睐。现在生态燃料正全力发展，长征5号也将全部使用生态燃料。1 生态染料的上染机理 生态染料的上染机理因染料和所染纤维类型而异,由于生态染料品种繁多,结构复杂,目前对 各类纤维的染色热力学和动力学方面的研究还很不充分。印度的Dr.Deepti Gupta研究了5种生态染料对合成纤维的上染机理,研究结果表明,奈醌类染料Juglone、Alkannin和Bixin染尼龙、涤纶织物的附等温线属于Langmuir型,而Berberine与腈纶织物之间可形成离子键。生态小檗类染料上染丙烯腈纤维标准亲合力相当高,70e和90e时分别为3319 kJPmol和4313 kJPmol,其牢度性能与碱性染料类似,水洗牢度良好,但耐光牢度只有1级。这5种染料与合成纤维的染色焓是正值,说明染色是吸热过程。随染色温度升高,染料上染率会继续增加。此外,染料在水中是部分溶解的,可能是染料发生聚集,因此容易在高浓度时染得深色。2 生态染料的染色方法 由于生态染料分子结构各不相同,染色方法也有较大差异,对蛋白质纤维和纤维素纤维而言,染色方法主要有无媒染色法、先染后媒法以及先媒后染法。对合成纤维而言,主要分为常压染色和高温高压染色。最佳染色工艺应根据染料性质而定。特别需要指出的是,同种生态染料,当使用不同的媒染剂染色,往往会使被染纤维呈现不同的色相。3 生态染料的应用 生态染料由于其良好的环境相容性和药物保健性能,引起了许多染料研究和应用机构的关注,其应用已涉及多个领域。3.11 生态染料在纺织领域的应用日本晃立公司批量开发了棕、绿、蓝3个色系的植物染料。大和染公司推出/草衣染色0,形染公司推出/靛蓝印花0。日本用全生态染料染色的纺织品有/西阵织0、/京友禅0、/大岛绸0等多种品牌,这一系列/草木染0纺织品被用作衬衫和睡衣的面料,或用于床单、被罩等家纺产品。美国Allegro生态染料公司可提供100多种色泽的棉用全生态染料。近年来,我国对生态染料的应用也正在积极的探索之中:中科院已制得用于棉和丝绸染色的生态黄(TR-Y)和生态绿(TR-G);/铜牛牌0系列童装选用纯生态植物染料系列染色;江苏三毛集团也已将植物染料用于制备高支天素丽环保型高档面料,效果较好。 除此之外,许多生态色素还因其特殊的成分及结构而应用于新型功能性纺织品的开发。例如大黄防紫外线织物,日本青森试验厂生产的可医治皮炎的艾蒿色织物以及印、韩、日等国用茜草、靛蓝、郁金香和红花染成的具有防虫、杀菌、护肤及防过敏的新型织物等等。3.12 生态染料在其它领域中的应用一些生态染料,尤其是一些植物染料本身就来源于药用植物,因而它们在卫生及医药领域都有着广泛的应用7。生态染料还被用于化妆品制造。例如唇膏中的色泽增强剂,美肤品中的各种染料等。4.1 应用天然染料存在的问题及解决思路 天然染料虽具有广阔发展前景,但目前要使其商业化并完全替代合成染料是不现实的,因为天然染料在应用中存在着许多问题。411 解决染料供应困难天然染料多来源于动植物,这使得它难以进行标准化生产。以植物染料为例,即使是同一种植物,由于产地不同、气候条件不同及采集时间不同都会影响色素的组成及色泽。而这必然会导致染料的染色重复性差。再者,天然染料难以大量生产。由于动植物中色素含量较小,要想获得足够染料,就要大量采摘或砍伐植物,或者猎取动物。这会造成对生态环境的破坏,违背了使用天然染料染色以利于生态和环保的初衷。另外,许多天然染料也都是中草药资源,具有很高的药用价值和经济价值,如果将它们大量用于染料的提取,也是不经济的。 解决方法之一是利用生物工程的方法培育植物。由于生物培养的方法可使细胞生长速度大大加快,这样使得天然染料的生产可以不依赖于自然界的植物,且产量大幅度提高。其次,开发天然染料等同体也极具价值。这种染料结构与某种天然染料完全一致,是一种等同体,同时又是化学合成生产,其纯度高、性能稳定、原料丰富、不与粮食争地、可以大规模进行生产,只要不含有重金属等有害杂质,其安全性无问题,成本也比天然提取的染料低得多。因此,研究性能优良的天然染料的品种,测定其结构,再研究其合成方法,逐步实现工业化大生产,以代替种植、提取天然染料和安全性有问题的合成染料,值得研究。4.1.1 打破应用性能上的局限性多数天然染料存在染色牢度差的问题,即使采用多种媒染剂也仍难达到要求,尤其是日晒牢度和皂洗牢度。传统的天然染料染色方法还存在着给色量低,染色时间过长等问题。另外,大部分天然染料在染色时都要使用媒染剂,传统的媒染剂大多含重金属离子,其中有许多被列入生态纺织品所禁用的名单8,9。为此,我国的染色工作者用稀土)柠檬酸络合物作为天然染料的媒染剂对苎麻纤维进行了染色实验。稀土离子可作为中心离子和作为配位体的染料离子络合。此外,它还具有类似电解质的作用,有促染性。纤维素纤维经处理后其表面具有大小不等的孔穴,由此稀土离子可进入纤维的非结晶区甚至结晶区的边缘,与染料分子及纤维素分子形成多元络合,从而提高染色牢度。这一多元络合体系的形成使染料能够抗击因溶液pH值波动而产生的色光变化4。5.1 应用领域上的新进展 近年来,人们开始尝试用生态染料染合成纤维。用Chavlikodi染料对腈纶织物染色,可得到黄棕色和暗橙色。氯化亚锡和明矾作为媒染剂时,上染率高。用硫酸铜时,耐光牢度很好。生态染料黄檗中所含的小檗碱是目前所知的生态染料中惟一的阳离子染料,它也可以用来染丙腈纤维。聚酰胺纤维中含有氨基和羧基,可用离子型染料如酸性和金属络合染料,也可用分散染料染色。生态染料中的紫草、胡桃、胭脂树等适合上染聚酰胺纤维。虫胶、姜黄、洋葱、茜草、紫草和大黄等生态染料都可用于涤纶染色。它们的分子量很小,并具有疏水性,这些生态染料上染聚酯的机理与分散染料类似。6 结束语 生态染料无毒无害,对皮肤无过敏性和致癌性。具有较好的生物可降解性和环境相容性,其色泽柔和、自然有特色,在高档真丝制品、保健内衣、家纺产品、装饰用品等领域中拥有广阔的发展前景。参考文献: 1 Deepti Gupta.Mechanism of dyeing synthetic fibres with nature2000,(3):23. 2 王潮霞.生态染料的研究应用进展J.染整技术,2002,(12):15-18. 3 李清蓉,陈宁娟.生态染料等同体茜素的染色热力学研究J.北京服装学院学报,1999,19(2):31-35. 4 李辉芹,巩继贤.生态染料的应用现状与研究进展J.现代化工,2003