异双活性基染料 纤维素化合物碱性水解的理论计算

为了防护异双活性基染料由纤维素上水解脱落进而在洗涤中造成衣物褪色与串色,探究其在碱性条件下与纤维素键合共价键的水解机理具有重要意义。文章以异双活性基染料活性黄210与纤维素键合共价键水解为代表,基于单活性基染料与纤维素的脱落机理推测了活性黄210从纤维素脱落的可能途径,之后采用密度泛函理论计算了各水解途径的反应活化能,并比较了水解过程中染料纤维素聚合物部分反应位点的局部亲核性。结果表明:纤维素与染料乙烯砜基键合处先水解,均三嗪基键合处后水解。在乙烯砜基键合处的醚键先水解为乙烯基砜,与OH-的亲核反应性较大,能垒为17.1 kcal mol;之后乙烯基砜再水解为β-羟乙基砜,亲核反应性居中,能垒为27.8 kcal mol。在均三嗪基键合处的亲核反应性较小,均三嗪基水解为羟基三嗪能垒较高,为48.6 kcal mol。

分散染料在超临界CO_(2)流体染色聚酯纤维中的扩散行为

为深入研究分散染料的扩散性能在超临界CO_(2)染色过程中影响染色条件及染色质量的理论机制,使用共聚焦拉曼显微镜研究了超临界CO_(2)流体染色在不同工况条件(100~140℃、21~27 MPa、5~90 min)下分散染料(分散红167、分散橙30、分散蓝79)在涤纶中的扩散行为。通过拉曼深度成像图获得了染料在纤维径向分布的数据,计算扩散系数。结果显示:分散染料在染色初期(5 min内)已在纤维内分布均匀,且随染色时间、染色压力的增加,染料在纤维内部均匀上染。对比染色后纤维径向的拉曼光谱数据与纱线上染量数据,验证了拉曼光谱数据的有效性。经计算分散染料中分散橙30的扩散系数最高(9.744×10^(-15) m^(2)/s)。表明拉曼技术用于分析单纤维内染料扩散有着巨大的优势,反应快速,制样简单,同时可在无损纤维的前提下对涤纶内部的染料分布进行测量。

5-(二甲氨基)-2-甲基-5-氧戊酸甲酯在超临界二氧化碳流体染色中的应用

为提高部分分散染料在超临界二氧化碳流体(ScCO 2)中上染率,补全ScCO 2分散染料染色色谱,以5-(二甲氨基)-2-甲基-5-氧戊酸甲酯作为分散染料ScCO 2染色助溶剂,通过实验探究了染料与助溶剂质量比、染色温度、染色压力对分散染料上染率的影响,并对染色后涤纶纱线的力学性能、耐摩擦色牢度、耐日晒色牢度以及耐皂洗色牢度进行表征。结果表明:纱线得色深度明显提高,且未对纱线色相、饱和度产生明显影响;分散黄163、分散蓝60染料滤饼上染率分别为21.61%、34.25%;加入助溶剂后,分散黄163、分散蓝60的ScCO 2染色上染率分别可达57.62%、70.97%;染色纱线得色深度显著提高,染色后纱线的K/S值分别由4.5、5.9提升至12.0、12.2;最佳染色工艺为:染料与助溶剂质量比1∶20,染色温度130℃,染色压力27 MPa;加入助溶剂后染色纱线的力学性能、色牢度符合生产需求。

BP神经网络优化Stearns-Noechel模型的羊毛色纺纱配色

为了提升羊毛色纺纱配色的精确度,通过数理统计方法研究颜色特征中的色相、明度、饱和度与Stearns-Noechel模型参数M值之间的关系,采用BP神经网络对Stearns-Noechel模型参数M值进行优化,并与传统的最优平均M值和波长优化M值等方法进行对比。结果表明:采用BP神经网络优化Stearns-Noechel模型的配色方法比其他2种传统优化方法在颜色预测精确度上都有提高。在99个羊毛混色纱试验样本中,BP神经网络优化方法得到的平均色差最小,为1.1773,其中色差小于1的样本占54%,结合颜色特征采用BP神经网络优化的Stearns-Noechel模型参数具有较好的效果,对羊毛色纺纱的颜色预测精确度有较大的提高。

黑果枸杞花色苷染色羊毛织物的热力学和动力学分析

为了实现黑果枸杞花色苷对羊毛织物的染色和功能性整理,分别使用80%乙醇/水混合溶液和蒸馏水提取黑果枸杞中的花色苷,并对2种提取液进行傅里叶红外光谱表征。用提取液对羊毛织物进行染色,并通过吸附反应模型研究黑果枸杞花色苷对羊毛织物的吸附机制。实验结果表明:黑果枸杞提取液中的主要化学成分是花色苷类化合物,不同溶剂提取的花色苷结构存在微小差别。吸附热力学和动力学的研究结果发现,黑果枸杞花色苷对羊毛织物的染色过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型以及准二级动力学模型。

蒽醌型染料分子羟基最优取代位置的多目标优化设计方法

为解决染料分子设计中染料溶解度与色谱深度2个指标的矛盾问题,首先将染料溶解度与色谱深度2个目标优化问题转化成以染料分子溶解度为优化目标函数,色谱深度函数为约束,羟基取代位置为优化变量的单目标0-1规划问题。其中染料溶解度用内聚能表示,建立了内聚能与羟基取代位置的模型;染料色谱深度用可见光波段的最大吸收光谱强度表示,建立了最大吸收光谱强度与分子母体上的羟基数和羟基取代位置的模型。然后根据蒽醌型染料分子结构的几何特征,以分子对称性为一层启发规则,排除重复取代位置,减少可行路径;通过隐数法迭代计算出在色谱深度不低于设定值条件下,内聚能减小最多的羟基最优取代位置。最后以一种蒽醌型染料母体为实例,进行不同羟基数和羟基最优取代位置及数量溶解过程模拟实验,将其溶解度与实际相似结构染料进行对比,结果表明本文分子结构优化设计方法具有有效性。

苯并[a]吩恶嗪基功能染料制备及其在改性涤纶织物上的应用

为通过简单的方法赋予阳离子可染改性涤纶织物功能性,合成了新型光功能性苯并[a]吩恶嗪基阳离子染料,将其应用于阳离子可染改性涤纶织物的染色,使染色织物兼具功能性。首先合成了5-二乙氨基-2-亚硝基苯酚盐酸盐中间体,进一步与盐酸萘乙二胺或N-丙基-1-萘胺经亲核取代反应,制备了5-乙二氨基-9-(二乙氨基)苯并[a]吩恶嗪氯化铵(N1)和5-丙氨基-9-(二乙氨基)苯并[a]吩恶嗪氯化铵(N2)2种染料。选取5-氨基-9-(二乙氨基)苯并[a]吩恶嗪硫酸铵(硫酸耐尔蓝,N3)作对比,探究3种染料的光物理化学性质及其对阳离子可染改性涤纶织物的染色性能,研究染色织物的荧光和光动力性能。结果表明:分子末端为丙氨基的染料N2对织物的上染率极高(99.65%),染色织物具有较好的匀染性,呈现强红色荧光,且各项色牢度均达到4~5级;3种染料染色织物均具有光驱动活性氧产生能力。

基于吸收光谱的计算机配色方法及其在分散染料拼混中的应用

依据朗伯-比尔定律和吸光度的加和原理,在可见光范围(380~780 nm)内基于超定方程组算法开发了一款用于拼混染料配色的计算机软件。阐述了软件用于拼混配色时,各染料组分最佳浓度的计算原理和方法。提出从颜色和光谱两方面筛选配方中成分以减少无效配方,然后利用该软件对3只分散染料标样(分散橙30、分散蓝183∶1和分散黑ECT)分别实施光谱颜色复制,获得与标样具有相同颜色且光谱特性也一致的不同拼混染料配方。将这些配方按其拼混比制成新的商品染料,用于不同颜色深浅的处方和不同面料的染色,与标样所在对照组进行染色结果对比,发现拼混染料同样实现了光谱颜色复制,且颜色深浅和面料差异未对结果造成影响。

聚乳酸/聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)共混纤维的结构及其织物染色性能

聚乳酸(PLA)与聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)共混纺丝是改善聚乳酸(PLA)纤维的耐热性和柔韧性的方法之一。为了揭示共混纤维结构对其织物染色性能的影响规律,借助热重分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪等手段分别对共混纤维和PLA纤维的微结构和热性能进行分析。采用高、中、低温3类分散染料,对2类纤维织物的染色升温速率曲线、提升性和各项染色牢度等性能进行了比较。结果表明:共混纤维中PLA与PHBV两相分离,PLA相具有与PLA纤维相似的晶型结构,其结晶度较高,而PHBV相中形成较低的结晶;与PLA纤维相比,共混纤维的熔点较高,玻璃化温度稍低,因此其能在较低的温度下达到上染平衡;在相同的染色条件下,共混纤维织物的表观染色深度几乎是PLA织物的2倍;2类纤维织物的耐皂洗色牢度性能均不够理想。

PBL-TBL双模式下计算机辅助测配色课程教学改革与探索

针对目前计算机辅助测配色课程教学中“重理论,轻实践”的问题,结合当前新工科下染整行业发展状况及人才培养方向,通过建立问题导向学习(Problem-based learning,PBL)和小组讨论形式(Team-based learning,TBL),重构教学框架,构建学生为主,问题导向和讨论式教学的授课策略,彰显新工科产教融合理念优势,强化独立思维和实践能力,促进学生高阶思维的拓展与团队合作意识的增强,提高学生综合素质,推动复合型人才培养的发展。

天然染料质谱数据库的建立与应用

为提高纺织品文物中天然染料鉴定的准确性和便捷性,利用高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)技术对68种天然染料化合物标准品进行分析,收集化合物分子质量、碎片离子及丰度、检测离子模式、保留时间等信息,建立了基于美国国家标准技术研究院质谱数据库的天然染料质谱数据库。通过设置合理的检索条件,确定质谱库检索最佳参数,对代表性蒽醌类(茜素)、黄酮类(槲皮素、木犀草素)、生物碱类(小檗碱)化合物进行了分子碎裂机制解析。应用自建的质谱数据库成功实现了2件古代纺织品文物中天然染料的快速鉴定,质谱数据库检索结果显示其含有茜素、茜紫素、木犀草素、小檗碱、巴马汀等染料化合物,且在文物样品的检索过程中,质谱数据库正向检索匹配度与反向检索匹配度均大于800,匹配率均在95%以上。利用质谱数据库检索技术鉴定天然染料具有可行性,为纺织品文物中天然染料的研究工作提供了新思路。

分散蓝354和分散彩蓝QS-B匀染性的影响因素分析

分散蓝354和分散彩蓝QS-B对涤纶进行染色时易产生染色不匀现象;为探究这2种染料匀染性差的原因,以匀染性能优良的分散蓝60为参照,对影响染料匀染性的因素进行分析,评价染料的匀染性,测试高温分散稳定性、透染性、动力学及热力学性能,模拟计算分子晶胞参数,并测试移染性。结果表明:分散蓝60的分子体积小、半染时间短,对涤纶进行染色时表现出良好的扩散性与移染性,使得匀染性能优良;分散蓝354分子平面性较好,对涤纶的标准亲和力较大;分散彩蓝QS-B分子体积较大,扩散性能较差,使得两者匀染性不佳。该研究结果可为提升分散染料的匀染性提供参考。

两种偶氮型分散染料在超临界CO_(2)中溶解度拟合

为构建不同染料溶解度数据库,推进超临界二氧化碳(CO_(2))无水染色工业化应用,文章在温度为353.15~393.15 K、压力为12~24 MPa内研究了C.I.分散红54和C.I.分散蓝79的溶解性能。探究了在超临界CO_(2)体系中温度和压力对两种偶氮型分散染料溶解度的影响,并采用Chrastil、Mendez-Santiago-Teja(MST)、Bartle、Kumar-Johnston(K-J)和Sung-Shim(SS)溶解度经验模型进行拟合。结果表明:C.I.分散红54和C.I.分散蓝79的溶解度均随体系压力的升高而增加,5种模型拟合水平(R^(2))均较好;C.I.分散红54的SS模型溶解度拟合精度最好,平均相对偏差(AARD值)为2.88%,能更好地预测实验范围内其溶解度数值;C.I.分散蓝79的Chrastil和SS模型的拟合精度较好,AARD值均为12.92%,能较好地预测染料的溶解度。文章丰富了分散染料溶解度数据库,同时也为染料在超临界CO_(2)中拼色和配色提供了理论指导。

半经验模型对分散橙25在超临界CO_(2)中溶解度的拟合

为获得最佳的溶解度试验数据并得到溶解度与工艺测量条件之间的关系,探究分散染料在超临界CO_(2)流体中的溶解规律。在温度343.15~393.15 K、压力10~22 MPa的条件下,使用超临界流体试验装置测量分散橙25在超临界CO_(2)流体中的溶解度,并对染料的溶解性进行分析。利用Kumar-Johnston(K-J)、Sung-Shim(SS)和Mendez-Santiago-Teja(MST)等3种半经验模型对染料的溶解度进行拟合。结果表明:染料的溶解度随压力和温度的升高而增加;K-J、SS和MST模型的平均相对偏差分别为7.55%、8.20%和11.92%,其中K-J模型拟合下的试验值和计算值的相关性最高,关联效果优于其他两种半经验模型。

三原色染液数字化配色色立体的构建及应用

为解决纺纱染整等领域配色难且效率低的问题,基于工业实际情况,以三原色混色的模式构建色相、彩度、明度三维度变化的全色域配色色立体。定义中间灰为构建灰度面三原色色彩平衡的基准,以不同灰度值的灰色来调控色立体灰度面的明暗变化;通过三原色的混合来配制各灰度面网格点的颜色。基于构建的全色域配色色立体,对14个灰度面网格点进行尼龙色卡打样,采用曲面拟合的方法将色立体的坐标、实样颜色值及染料配方进行关联,得到色立体任意精度下网格点颜色值对应的染料配方。以案例的形式检验了全色域配色色立体的配方预测效果。研究结果可为定制数字化配色模型打下基础,为突破现阶段计算机配色的瓶颈提供了可行的创新思路。

固液吸附等温线模型与热力学参数计算

吸附法由于操作方便和价格便宜,广泛应用于分离与纯化领域。吸附等温线模型是理解吸附机理的重要方法,吸引了无数研究人员针对不同吸附体系不断建模和修正。论文收集了13种液相常用的吸附等温线模型,综述了其相关定义以及近十年相关工作的典型例子,并按照提出模型时表面结构和活性位分布的均匀性分类,以便查阅。此外,探讨了用这些模型的模型常数计算吸附过程热力学参数的合理性,以及模型平衡常数的量纲对热力学参数计算的影响。

亚微米/纳米聚苯乙烯微球粒度标准物质的研制

利用乳液聚合法和分散聚合法合成了3种单分散聚苯乙烯微球。用NIST标准颗粒校正放大倍数的透射电镜对合成的3种PS微球进行了定值。同时在不同的实验室、不同测量原理的仪器上进行了比对测定。定值结果表明,3种微球的粒径分别为948±23 nm、352±13 nm和61±4 nm;单分散性不亚于国外同类产品;样品的定值过程、均匀性和稳定性均符合国家一级标准物质要求,并已获得国家一级标准物质证书。3种标准物质的证书编号分别是GBW12009;GBW12010和GBW12011。

棉织物的活性染料/D5悬浮体系染色动力学研究

活性染料/十甲基环五硅氧烷(D5)悬浮体系可实现活性染料无盐节水染色。为探讨该体系中活性染料在棉织物上的染色机制,采用C.I.活性红195进行染色动力学研究。用准一级动力学模型和准二级动力学模型对C.I.活性红195在D5悬浮体系染色和传统水浴染色中所得的实验数据进行分析,计算了染料在2种体系中的染色动力学参数。结果表明:C.I.活性红195在D5悬浮体系和传统水浴中对棉织物的吸附均符合准二级动力学模型;活性染料/D5悬浮体系染色时,染料的平衡吸附量显著高于传统水浴染色,半染时间显著缩短,染料在短时间内几乎完全上染。

活性染料与蚕丝亲核基团反应性能的高效液相色谱分析

建立了活性染料与蚕丝亲核基团反应性能的反相离子对高效液相色谱(HPLC)的分析方法。重点探讨了蚕丝纤维上不同亲核基团的模拟物选用、HPLC色谱条件的优化、色谱峰的定性与定量分析。结果表明:选用异丙胺、对甲酚和甲醇分别模拟蚕丝丝素上的氨基、酚羟基和醇羟基,在优化的HPLC色谱条件下(安捷伦C18柱,柱温30℃,流动相为乙腈-2mmol/L四丁基溴化胺-0.05mol/L醋酸胺溶液,流速0.9mL/min),可有效地分离活性染料、水解染料及其与模拟物的反应产物,定性定量地分析活性染料与蚕丝上不同亲核基团的键合性能;用活性染料在可见光区的最大吸收波长作为检测波长,可直接用峰面积定量,分析结果准确度和精密度较高。

活性染料在D5悬浮染色体系中的水解动力学研究

采用HPLC研究活性染料/D5悬浮体系染色过程中染料的水解性能,以明确该体系所实现的超低浴比染色环境是否有效抑制染料水解从而获得更高固着率的机制。通过模拟D5染色和传统水浴染色的染料水解环境,研究了不同环境下C.I活性红195在pH值为11、60～80℃条件下的水解情况。结果表明:活性染料/D5悬浮体系染色过程中极少水量的染色环境显著抑制了染料水解,pH值为11条件下水解90 min,D5介质中双水解染料量相对传统水浴60℃减小27.8%,70℃减小57.8%,80℃减少51.1%。相同温度下,传统水浴中染料的水解速率是D5介质中的1.8倍左右。同时,一定量织物的存在可进一步降低D5介质染色的模拟水解条件下双水解染料的量,水解速率常数也有所降低。