CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2020年
染料辐射稳定性及棉布辐射接枝聚合着色研究
丁小军
Subtype博士
Thesis Advisor李景烨
2020-06-01
Degree Grantor中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)
Keyword辐射接枝 染料降解 纳米粒子 棉布着色
Abstract纺织品是组成现代生活用品的重要材料,功能纺织品的制备与研究是实现纺织品创新应用的关键。本课题组利用辐射接枝聚合对纺织品的功能化进行了广泛地研究。目前辐射接枝普遍在白坯布上制备功能纺织品,辐射接枝制备形式单一,无法实现多功能化应用。因此结合纺织品着色与辐射接枝制备染色的多功能纺织品是本论文的研究议题。本论文首先研究了有机染料在辐射条件下官能团与结构的稳定性,研究了染料的颜色变化等,从而探究有机染料染色的棉布直接进行辐射接枝功能化的可能性。本论文其次使用环保的炭黑、钴绿、钴蓝和铁红纳米粒子作为着色剂代替易降解的有机染料,通过辐射接枝聚合将纳米粒子共价固定在棉布表面,实现棉布的环保着色。本论文为在染色的纺织品上开展辐射接枝功能化应用提供了基础。具体研究内容及结果如下:(1).偶氮染料辐射稳定性研究本论文首先选取分散蓝79作为偶氮染料的代表,将分散蓝79染料的水溶液和干态粉末分别在伽马射线和电子束条件下辐照,分析辐照后染料结构与颜色的变化。紫外光谱、核磁波谱与质谱分析结果表明,随着吸收剂量从0 kGy增加到150 kGy,分散蓝79染料的粉末在辐照后分子结构与染料色度保持稳定,但是水溶液中的染料在辐照后甲氧基和酯基发生裂解,同时染料颜色变暗黄。这说明直接使用有机染料染色的纺织品难以进行辐射技术功能化应用。(2).棉布辐射接枝炭黑纳米粒子本论文其次用炭黑纳米粒子代替有机染料,将纳米粒子辐射接枝固定在棉布上,实现对棉布的着色。首先将硅烷偶联剂KH570改性的炭黑纳米粒子与丙烯酸羟乙酯通过辐射接枝聚合在棉布上,红外与热重分析表明纳米粒子被成功地聚合在棉布表面,并且单体与纳米粒子的接枝效率均在90%以上。纳米粒子与棉布纤维之间的共价网络体系牢固地将纳米粒子固定在了棉布表面。色度Lab分析表明通过调节纳米粒子的浓度可以控制棉布颜色的变化。辐射接枝着色后的棉布经过100次普通家用洗涤测试表明纳米粒子依然被固定在棉布表面,同时棉布依然保持良好的色度。辐射接枝纳米粒子固色产生的废水参考国内印染废水排放标准GB 38-2002与国际组织有害物质零排放(ZDHC)标准可以直接排放。(3).棉布辐射接枝三原色纳米粒子将钴绿、钴蓝与铁红为基础的三原色纳米粒子与KH570反应,在纳米粒子表面修饰碳碳双键,然后用辐射接枝的方法分别将其聚合在棉布表面实现对棉布的三原色着色。红外光谱和热重结果表明三原色纳米粒子被成功地改性碳碳双键,并被辐射接枝固定在棉布表面,扫描电镜分析结果表明纳米粒子基本被均匀地固定在棉布表面。色度分析表明通过改变纳米粒子浓度可以控制着色棉布颜色的变化。着色棉布可以承受100次普通家用水洗涤,并保持棉布颜色稳定。染色废水也达到了国内和国际印染废水的排放标准。(4).棉布辐射接枝混合纳米粒子将基础的三原色纳米粒子按比例二元混合产生一系列不同复合颜色的混合纳米粒子,对混合纳米粒子进行双键改性,然后将其辐射接枝聚合在棉布表面实现棉布复合颜色的着色。红外和热重分析表明复合色纳米粒子被成功地接枝固定在棉布表面,色度分析表明改变纳米粒子的混合比例可以控制棉布颜色的变化。对青色、黄色与品红色纳米粒子固色产生的废水进行分析,结果表明废水可以直接排放。青色、黄色与品红色纳米粒子着色的棉布也可以经受100次普通家用洗涤并保持棉布颜色稳定,纳米粒子也依然被固定在棉布上。通过三原色纳米粒子的混合着色研究,初步说明在棉布上通过辐射接枝纳米粒子可以实现所有颜色的环保着色。
Pages144
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/32448
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2020年
Affiliation中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)
First Author Affilication中国科学院上海应用物理研究所
Recommended Citation
GB/T 7714
丁小军. 染料辐射稳定性及棉布辐射接枝聚合着色研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所),2020.
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