超声波作用下罗布麻纤维染色性能的研究
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摘要
本文用超声波方法对罗布麻纤维的染色性能进行了进行了研究、探讨。首先对罗布麻原麻进行了漂白处理，然后用常规染色方法和超声波染色方法对活性染料、直接染料和还原染料染罗布麻纤维的染色性能进行了研究对比，并对超声波作用下罗布麻纤维的染色性能变化的机理进行了初步探讨，主要研究内容和结论具体如下：
1、在各染料的最佳染色条件下，分别用常规染色方法和超声波染色方法对活性染料(活性黑KN-G2RC、活性黄X-R(C.I.Reactive Blue 4))、直接染料(直接桃红12B(C．I．Djrect Red 31)、直接耐晒黄RS(C.I.Direct Yellow 50))和还原染料(还原橄榄绿B(C.I.Vat Green3)、还原蓝GCDN(C.I.Vat Blue 14))染罗布麻纤维的染色性能进行了研究比较，用721分光光度计对各染料的上染曲线、上染率和固色率进行了测定，用origin6.0作出了各上染曲线图，并进行了数据比较和图象比较。研究结果表明，在相同的染色条件下，在相同的染色工艺下，超声波染色方法能加快各染料的上染速率，减少上染时间；能显著的提高各染料的上染率与固色率，改善各染料的匀染性与透染性。
2、对超声波染色方法能改善罗布麻纤维的染色性能的机理进行了初步探讨。用X-射线衍射方法对罗布麻纤维的结晶度、晶粒尺寸和大分子的取向度进行了测定，作出了罗布麻纤维在超声波处理前后相应的X-射线衍射图。测定结果表明，超声波处理能够减小罗布麻纤维的结晶度，减小晶粒尺寸和减小大分子取向度。并对超声波改变罗布麻纤维微观结构的机理进行了分析、探讨。
3、在超声波的作用条件下对各染液的作用进行了分析，用透射电镜对超声波作用30min后和作用前的还原橄榄绿B(C.I.Vat Green 3)进行了观察发现，超声波的空化作用有利于染料聚集体和分子缔合体的解聚，有利于提高染料的分散程度，使染料的扩散和渗透系数都有显著的增加。对直接染料和活性染料的研究也发现上述的作用。
Ultrasonic wave has been applied in the dyeing process of the Apocynum Venetum-fiber in order to improve the dye-uptake and accelerate the dyeing rate. The mechanism has been investigated and discussed. The normal method is firstly used to study the dyeing property of the Apocynum Venetum-fiber dyed with the reactive dyes, the direct dyes and the vat dyes, correspondingly, the ultrasonic wave is applied in the dyeing process of each dye. Then the result and the mechanism of the ultrasonic wave dyeing is investigated. The main research aspects are as follows:
1. Under the optimum dyeing condition which including the ultrasonic wave used in the dyeing process and not used in the dyeing process of each dyes, the dyeing property of the reactive dyes (Reactive Black KN-GARC, Reactive Yellow X-R), the direct dyes (Direct Red 12B, Direct Yellow RS) and the vat dyes (Vat Green B, Vat Blue GCDN) dyed the Apocynum Venetum-fiber is studied in detail. The dyeing rate curves are figured out and the dye-uptake rate is calculated orderly. The result of the research shows that the ultrasonic wave applied in the dyeing process can increase the dyeing rate of each dyes, can obviously decrease the dyeing time, can increase the dye-uptake rate , improve even and permeate effects of each dyes.
2. The mechanism of the ultrasonic wave improving the dyeing effect is discussed. The X-ray diffraction method is used to measure the crystal linity, the crystal size and the tropism percentage of the fiber treated and untreated with the ultrasonic wave. Then every X-ray diffraction curve is figured out. The result shows that the crystallinity, the crystal size and the tropism percentage of the Apocynum Venetum-fiber which has been treated with the ultrasonic wave for 30 minutes is decreased. Then this mechanism of the ultrasonic wave is studied and discussed.
3. The function of the ultrasonic wave on dyeing liquor is studied in the end. The research shows that the particulate size of Vat Green B (C. I.
Vat Green 3) in the dyeing liquor has been sharply decreased after treated with the ultrasonic wave for 30 minutes, the diffusing coefficient and the permeating coefficient of the dyes are increased. The same conclusion is found on the research of the direct dyes and the reactive dyes.
1、在各染料的最佳染色条件下，分别用常规染色方法和超声波染色方法对活性染料(活性黑KN-G2RC、活性黄X-R(C.I.Reactive Blue 4))、直接染料(直接桃红12B(C．I．Djrect Red 31)、直接耐晒黄RS(C.I.Direct Yellow 50))和还原染料(还原橄榄绿B(C.I.Vat Green3)、还原蓝GCDN(C.I.Vat Blue 14))染罗布麻纤维的染色性能进行了研究比较，用721分光光度计对各染料的上染曲线、上染率和固色率进行了测定，用origin6.0作出了各上染曲线图，并进行了数据比较和图象比较。研究结果表明，在相同的染色条件下，在相同的染色工艺下，超声波染色方法能加快各染料的上染速率，减少上染时间；能显著的提高各染料的上染率与固色率，改善各染料的匀染性与透染性。
2、对超声波染色方法能改善罗布麻纤维的染色性能的机理进行了初步探讨。用X-射线衍射方法对罗布麻纤维的结晶度、晶粒尺寸和大分子的取向度进行了测定，作出了罗布麻纤维在超声波处理前后相应的X-射线衍射图。测定结果表明，超声波处理能够减小罗布麻纤维的结晶度，减小晶粒尺寸和减小大分子取向度。并对超声波改变罗布麻纤维微观结构的机理进行了分析、探讨。
3、在超声波的作用条件下对各染液的作用进行了分析，用透射电镜对超声波作用30min后和作用前的还原橄榄绿B(C.I.Vat Green 3)进行了观察发现，超声波的空化作用有利于染料聚集体和分子缔合体的解聚，有利于提高染料的分散程度，使染料的扩散和渗透系数都有显著的增加。对直接染料和活性染料的研究也发现上述的作用。
Ultrasonic wave has been applied in the dyeing process of the Apocynum Venetum-fiber in order to improve the dye-uptake and accelerate the dyeing rate. The mechanism has been investigated and discussed. The normal method is firstly used to study the dyeing property of the Apocynum Venetum-fiber dyed with the reactive dyes, the direct dyes and the vat dyes, correspondingly, the ultrasonic wave is applied in the dyeing process of each dye. Then the result and the mechanism of the ultrasonic wave dyeing is investigated. The main research aspects are as follows:
1. Under the optimum dyeing condition which including the ultrasonic wave used in the dyeing process and not used in the dyeing process of each dyes, the dyeing property of the reactive dyes (Reactive Black KN-GARC, Reactive Yellow X-R), the direct dyes (Direct Red 12B, Direct Yellow RS) and the vat dyes (Vat Green B, Vat Blue GCDN) dyed the Apocynum Venetum-fiber is studied in detail. The dyeing rate curves are figured out and the dye-uptake rate is calculated orderly. The result of the research shows that the ultrasonic wave applied in the dyeing process can increase the dyeing rate of each dyes, can obviously decrease the dyeing time, can increase the dye-uptake rate , improve even and permeate effects of each dyes.
2. The mechanism of the ultrasonic wave improving the dyeing effect is discussed. The X-ray diffraction method is used to measure the crystal linity, the crystal size and the tropism percentage of the fiber treated and untreated with the ultrasonic wave. Then every X-ray diffraction curve is figured out. The result shows that the crystallinity, the crystal size and the tropism percentage of the Apocynum Venetum-fiber which has been treated with the ultrasonic wave for 30 minutes is decreased. Then this mechanism of the ultrasonic wave is studied and discussed.
3. The function of the ultrasonic wave on dyeing liquor is studied in the end. The research shows that the particulate size of Vat Green B (C. I.
Vat Green 3) in the dyeing liquor has been sharply decreased after treated with the ultrasonic wave for 30 minutes, the diffusing coefficient and the permeating coefficient of the dyes are increased. The same conclusion is found on the research of the direct dyes and the reactive dyes.
引文
1．罗布麻综合利用编写组编，罗布麻的综合利用，科学出版社，1978
2．郭秉臣、阎景云等，中国罗布麻的开发和利用，天津纺织学报，1991，(2)
3．罗布麻课题组，罗布麻纺织产品的研究开发，潍坊市纺织科学研究所，1990
4．陈谷仓主编，染整织物短流程前处理，中国纺织出版社，1999
5．倪建忠，对罗布麻产品综合开发的再探索，上海针织动态，1996，(2)
6．冯若等，声化学及其应用，第一版，安徽科技出版社，1992
7．陈仪译，将超声波用于纺织物染色的物理化学研究，印染译丛，1991
8．姜岩等，声化学及其在纺织品染色工艺中的应用，印染，1998，(6)
9．崔运花，超声波技术在苎麻纤维预处理中的应用，纺织学报，1998，(6)
10．封学军等，超声波对苎麻织物染色性能的影响，印染，2000，(5)
11．高淑贞，超声波在亚麻织物染色中的应用，印染，2000，(6)
12．唐淑娟等，过氧化氢对亚麻的超声漂白与染色，印染，2001，(3)
13．高云玲等，羊毛超声波氧漂研究，印染，2001，(6)
14．贾培清等，超声波在麻织物染色中的应用研究，印染，2001，(5)
15．周宏湘译，超声波—新颖的染色助剂，广西纺织科技，1991，(1)
16．刘昌龄译，聚酯织物应用超声波的低温染色，印染译丛，1997，(3)
17．黄翠蓉等，罗布麻／棉混纺织物的研制开发，纺织学报，2003，(2)
18．编写组，麻织物的染整，中国纺织出版社，1984
19．王秀玲译，在纤维素织物活性染料染色中超声波能量的应用，印染译丛，1996，(2)
20．王菊生主编，染整工艺原理，第三册，中国纺织出版社，1996
21．金咸穰主编，染整工艺实验，中国纺织出版社，1986
22．日本黑木宣彦著、陈水林译，染色理论化学，纺织工业出版社，1981
23．万震等，超声波在纺织加工中的应用，纺织导报，2001，(2)
24. V. S.Moholkar "Intensification of Textile Treatment :Sonoprocess Engineering", PhD Thesis, University of Zwente, 2001
25. Moholkar,V.S., and Warmoeskerken, M.M.C.G., Mechanistic studies in
ultrasonic textile washing. AATCC Annual Book of Papers-2000 (CD-ROM version), Section 18, 2000, 1-8.
26. Robert E.McCall, Edwin R. Lee, Gary N.Mock, and Perry L. Grady, "Improving dye yield of vats on cotton fabric using ultrasound", AATCC International Conference & Exhibition, 188-194, 1998.
27. D.S. Klutz, Fundamental interactions of ultrasound With cotton fibers and vat dyes, PAD Thesis, North Carolina State University, 1997.
28. V.S.Moholkar, "Intensification of Textile Treatments: Sonoprocess Engineering", PAD Thesis, University of Twente, 2001.
29. Moholkar, V.S., and Warmoeskerken, M.M.C.G., Mechanistic aspects and optimization of ultrasonic washing. AATCC Review 2(2), 2002, 34-37.
30. J.L.Laborde, C. Bouyer, J.P. Caltagirone, A. Gerard, Acoustic cavitation field predication at low and high frequency ultrasounds, Ultrasonics 36 (1-5) (1998) 581-587.
31. A.Weissler, Sonochemistry: the production of chemical changes with sound waves, J. Acoust. Soc. Am., 24(4) (1953) 97-101.
32．应崇福著，《我们身边的超声波》，清华大学出版社，142-144，2002．
33. Timothy J.Mason, John P. Lorimer, "Applied Sonochemistry: The Use of Power Ultrasound in Chemistry and Processing", Wiley-VCH, Verlag GmbH, Weinheim, 2002.
34. M A.Margulis, in:H. Funkj (Ed.), Sonochemistry and Cavitation, Gordon Breach, Luxembourg, 1995, pp. 107-115.
35．编写组，最新染料使用大全，中国纺织出版社，1998
36．郑瑾瑾等，苎麻染色性能的研究，染整技术，1998，(2)
37. ADR, 1990, 39(10) :30～38
38. ADR, 1988, (11) :15
39. JSDC, 1995, (9) :270～281
40. JSDC, 1993, 109(7/8):263～266
41. ADR, 1990(5～6) :38～40
42．编写组，声化学及其应用，安徽科技出版社，1992
43．JTR，1988，(9)：133
44．亚洲纺织，1998，(9)：126
45．高洁等主编，纤维素科学，北京，科技出版社，1996：41
46．林仲茂，声化学发展概况，应用声学，1993，(12)：1～6
47．莫志深等，X-射线衍射方法测定聚合物结晶度，高分子材料科学与工程，1988，(3)：9～20
48．[苏联]B．H．麦利尼科夫著，何联华译，纺织材料染色工艺现状和发展前景，北京，纺织工业出版社，1986，252～255
49．余天庆、钱济成编著，损伤理论及其应用，北京，中国纺织出版社，1993，42
50．[苏联]H．K．巴拉姆鲍仪姆著，高分子化合物力化学，化学工业出版社，228～231
51．沈慧敏、朱劲松等编著，内耗与超声衰减，原子能出版社，1992，(1)
52. L L Turai and Chung-Haw Teng,Ultrasonic deinking of waste paper, Tappi J, 1978, 61 (2):31～34
53．熊键，微波、超声波辐射下纤维素超分子结构及反应性能的变化，博士论文，华南理工大学，广州，1998
54．丘泰球，胡松青等，超声促进胶体聚沉作用的研究，应用声学，1998，17(6)：32～34
55．喻高明，超声波在石油开采中的应用及其发展，大自然探索，1998，17(2)：73～76
56．冯若，李化茂，声化学及其应用，第一版，安徽科学技术出版社，1992：97，294
57．马德柱等，高聚物结构与性能，第二版，科学出版社，1995：118～122
58．何祚镛，赵玉芳编，声学理论基础，第一版，国防工业出版，1981：353～362
59．顾名淦等，麻纤维的开发利用，纺织工业出版社，1993
60. K S Suslick, Sonochemistry, Science, 1990, 247:1439～1445
61. V W Tripp and C M Conrad, X-ray diffaction in Instrumental analysis of cotton cellulose and modified cotton cellulose, R T O Connor eds, Marcel
Dekker, Inc, New York, 1972
62．高家武主编，高分子材料近代测试技术，第一版，北京航空航天大学出版社，1994
63. R Nelson, D W Oliver,J Polym Sci, Part C, 1971, 305
64．[苏联]伏．姆．弗里德曼著，潘炳尧等译，声和超声振动及其在轻工业中的应用，中国财政经济出版社，第一版，1963：9～10
65．姚穆等，纺织材料学，纺织工业出版社，1980
66．李汝勤、宋钧才主编，《纤维和纺织品的测试原理与仪器》，中国纺织大学出版社，1995
67．金成穰主编，《染整工艺实验》，中国纺织出版社，1986
68．苏翼林主编，材料力学(上册)，人民教育出版社，1982
69．陈英译，宋心远校，国外纺织技术，1997，(2)：33
70．高淑珍，浅析超声波在染色中的应用，印染，1998，(2)，53
71．编写组，分析化学实验，第二版，高等教育出版社，1994
72．郭雅琳等，亚麻的化学组成和微观结构对染色性能的影响，化学通报，2002，(6)
73．高淑贞，超声波对染色过程的促进作用研究，印染，1999，(2)
2．郭秉臣、阎景云等，中国罗布麻的开发和利用，天津纺织学报，1991，(2)
3．罗布麻课题组，罗布麻纺织产品的研究开发，潍坊市纺织科学研究所，1990
4．陈谷仓主编，染整织物短流程前处理，中国纺织出版社，1999
5．倪建忠，对罗布麻产品综合开发的再探索，上海针织动态，1996，(2)
6．冯若等，声化学及其应用，第一版，安徽科技出版社，1992
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12．唐淑娟等，过氧化氢对亚麻的超声漂白与染色，印染，2001，(3)
13．高云玲等，羊毛超声波氧漂研究，印染，2001，(6)
14．贾培清等，超声波在麻织物染色中的应用研究，印染，2001，(5)
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16．刘昌龄译，聚酯织物应用超声波的低温染色，印染译丛，1997，(3)
17．黄翠蓉等，罗布麻／棉混纺织物的研制开发，纺织学报，2003，(2)
18．编写组，麻织物的染整，中国纺织出版社，1984
19．王秀玲译，在纤维素织物活性染料染色中超声波能量的应用，印染译丛，1996，(2)
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21．金咸穰主编，染整工艺实验，中国纺织出版社，1986
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23．万震等，超声波在纺织加工中的应用，纺织导报，2001，(2)
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28. V.S.Moholkar, "Intensification of Textile Treatments: Sonoprocess Engineering", PAD Thesis, University of Twente, 2001.
29. Moholkar, V.S., and Warmoeskerken, M.M.C.G., Mechanistic aspects and optimization of ultrasonic washing. AATCC Review 2(2), 2002, 34-37.
30. J.L.Laborde, C. Bouyer, J.P. Caltagirone, A. Gerard, Acoustic cavitation field predication at low and high frequency ultrasounds, Ultrasonics 36 (1-5) (1998) 581-587.
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41. ADR, 1990(5～6) :38～40
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45．高洁等主编，纤维素科学，北京，科技出版社，1996：41
46．林仲茂，声化学发展概况，应用声学，1993，(12)：1～6
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48．[苏联]B．H．麦利尼科夫著，何联华译，纺织材料染色工艺现状和发展前景，北京，纺织工业出版社，1986，252～255
49．余天庆、钱济成编著，损伤理论及其应用，北京，中国纺织出版社，1993，42
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51．沈慧敏、朱劲松等编著，内耗与超声衰减，原子能出版社，1992，(1)
52. L L Turai and Chung-Haw Teng,Ultrasonic deinking of waste paper, Tappi J, 1978, 61 (2):31～34
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54．丘泰球，胡松青等，超声促进胶体聚沉作用的研究，应用声学，1998，17(6)：32～34
55．喻高明，超声波在石油开采中的应用及其发展，大自然探索，1998，17(2)：73～76
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58．何祚镛，赵玉芳编，声学理论基础，第一版，国防工业出版，1981：353～362
59．顾名淦等，麻纤维的开发利用，纺织工业出版社，1993
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Dekker, Inc, New York, 1972
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67．金成穰主编，《染整工艺实验》，中国纺织出版社，1986
68．苏翼林主编，材料力学(上册)，人民教育出版社，1982
69．陈英译，宋心远校，国外纺织技术，1997，(2)：33
70．高淑珍，浅析超声波在染色中的应用，印染，1998，(2)，53
71．编写组，分析化学实验，第二版，高等教育出版社，1994
72．郭雅琳等，亚麻的化学组成和微观结构对染色性能的影响，化学通报，2002，(6)
73．高淑贞，超声波对染色过程的促进作用研究，印染，1999，(2)