论文部分内容阅读
活性染料是在纤维素制品的印染加工生产过程中使用最广泛的染料之一。目前，我国棉布印花生产所用的染料主要为活性染料，但在含水量低的印花色浆中，染料较难溶解，多以聚集体形式存在，而染料的多聚体是难以扩散进入纤维内部的，因此在传统的活性印花色浆中，通常会添加大量的尿素以改善色浆中染料的溶解性并在蒸化固色时促使纤维发生溶胀，从而帮助染料向纤维内部转移并与纤维结合。然而，尿素含量高的色浆经印花、水洗后成为高含氮废水排入水中，极易引发水生植物的不可控式生长，造成严重的水体富营养化现象，这显然是有悖于当今“绿色、环保、可持续”的全球发展理念。因此，如何解决传统活性印花工艺的高含氮废水排放问题成为现阶段纺织印染行业研究的一大热点。
本课题以低分子量水溶性聚合物为研究思路，选择与尿素结构类似的N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）为单体，进行自由基聚合反应，设计合成了NVP的低分子量均聚物（文中我们简称DM），探究了引发剂、聚合温度等聚合条件对NVP均聚物分子量的影响；又在NVP的最佳聚合体系中，引入不同比例的第二单体对苯乙烯磺酸钠（SSS），设计合成了含不同单体配比的共聚物（文中我们简称CM）。将均聚物DM和共聚物CM分别应用到活性染料无尿素印花工艺中，探究了两种NVP聚合物对不同结构活性染料溶解性及对应织物印花性能的影响，并将实验结果与尿素印花效果进行对比。再者，由于共聚物CM中引入了阴离子单体SSS，因此本文还初步探究了共聚物CM对应印花废水的无机絮凝脱氮性能，并通过比较印花废水的总氮含量来评价共聚物CM的环保意义。
实验结果表明，NVP均聚物DM的最佳聚合条件：单体浓度为30%，引发剂（H2O2）用量为4%（以NVP计），聚合温度为75℃，聚合时间为3h；两种NVP聚合物（DM和CM）对活性染料溶解性的影响均具有染料选择性，对于溶解性较差的染料具有较好的助溶效果，而对溶解性好的染料的助溶效果不明显，且两种聚合物中NVP链结为主要助溶结构；就印花效果来看，共聚物CM印制织物的表观色深普遍比均聚物DM印制色深要深，特别是共聚物CM-02（NVP∶SSS=7∶3），当其在活性红3BS及活性艳橙ED-2R印花色浆中的用量为0.5%-1%时，印制织物的表观得色量便能达到甚至明显超过3%用量尿素的印制效果；两种聚合物印制织物均能获得与尿素作用水平相当的各项色牢度，且含吡咯烷酮结构较多的均聚物DM表现出更优的白底沾色牢度；共聚物CM模拟印花废水的总氮含量仅为尿素印花废水的11.51%-36.19%，且经适当的无机絮凝处理后，脱氮率最高可达56.48%，极大地降低了印花废水的总氮含量，符合环保要求。
本课题以低分子量水溶性聚合物为研究思路，选择与尿素结构类似的N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）为单体，进行自由基聚合反应，设计合成了NVP的低分子量均聚物（文中我们简称DM），探究了引发剂、聚合温度等聚合条件对NVP均聚物分子量的影响；又在NVP的最佳聚合体系中，引入不同比例的第二单体对苯乙烯磺酸钠（SSS），设计合成了含不同单体配比的共聚物（文中我们简称CM）。将均聚物DM和共聚物CM分别应用到活性染料无尿素印花工艺中，探究了两种NVP聚合物对不同结构活性染料溶解性及对应织物印花性能的影响，并将实验结果与尿素印花效果进行对比。再者，由于共聚物CM中引入了阴离子单体SSS，因此本文还初步探究了共聚物CM对应印花废水的无机絮凝脱氮性能，并通过比较印花废水的总氮含量来评价共聚物CM的环保意义。
实验结果表明，NVP均聚物DM的最佳聚合条件：单体浓度为30%，引发剂（H2O2）用量为4%（以NVP计），聚合温度为75℃，聚合时间为3h；两种NVP聚合物（DM和CM）对活性染料溶解性的影响均具有染料选择性，对于溶解性较差的染料具有较好的助溶效果，而对溶解性好的染料的助溶效果不明显，且两种聚合物中NVP链结为主要助溶结构；就印花效果来看，共聚物CM印制织物的表观色深普遍比均聚物DM印制色深要深，特别是共聚物CM-02（NVP∶SSS=7∶3），当其在活性红3BS及活性艳橙ED-2R印花色浆中的用量为0.5%-1%时，印制织物的表观得色量便能达到甚至明显超过3%用量尿素的印制效果；两种聚合物印制织物均能获得与尿素作用水平相当的各项色牢度，且含吡咯烷酮结构较多的均聚物DM表现出更优的白底沾色牢度；共聚物CM模拟印花废水的总氮含量仅为尿素印花废水的11.51%-36.19%，且经适当的无机絮凝处理后，脱氮率最高可达56.48%，极大地降低了印花废水的总氮含量，符合环保要求。