阳离子改性剂在棉纤维上改性ppt课件
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阳离子改性剂在棉织物上的应用
目录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
棉织物介绍 染色原理 阳离子改性剂分类 棉织物改性工艺 棉织物改性实例
一、棉织物介绍
棉织物又称棉布，是以棉纱为原料织造的织物。 主要成分为纤维素。
棉花
纤维素结构式
棉纱
一、棉织物介绍
棉织物服用性能优点：
吸湿性和透气性 保暖性好
氮杂环阳离子化合物
氮杂环阳离子化合物如 N, N-二甲基-3-羟基氮杂环丁 烷鎓氯化物（DMAC）改性剂可对纤维素进行改性。
因为 DMAC 侧链上的仲羟基，可以在比纤维上 的羟基低的多的 PH 条件下进行离子化。
三、阳离子改性剂分类
氮杂环阳离子化合物
CH3 Cell O CH2 CH CH2N
OH CH3
CH3 Cell O CH2 CH CH2N H
O CH3
所以在中性条件下它很容易与染料形成共价键。虽然采用 DMAC 这类改性剂对纤维进行改性后染色，可以获得较高的上染 率和优异的染色性能
缺点：用量大，前处理费用高，高温条件下破坏纤维的物理结构 和力学强度。
三、阳离子改性剂分类
氯代均三嗪类化合物
环氧类阳离子化合物
它的表氯醇母体 3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵来代替 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵作为阳离子改性剂对纤维素纤维 进行改性。
通过延长与季铵盐中心氮原子相连的烷基链长，可以提高 这类阳离子改性剂的热稳定性，但是与高分子类阳离子改性剂 相比，其用量较大，有效利用率仍然较低。
三、阳离子改性剂分类
目前，常用方法是对纤维素纤维进行阳离子改性， 即通过与纤维上的羟基发生化学反应形成共价结合使 纤维带上正电荷，或者通过物理吸附的方式使纤维呈 正电性，从而促进带负电荷的染料分子上染到纤维上。
提高染料在织物上上染率 优
点
减少了染色废水的产生
三、阳离子改性剂分类
阳离子改性剂，根据分子大小可分为小分子类 和高分子类。
二、染色原理
染料在水溶液中会发生电离，从而使染料母体带上电荷 阴离子型染料电离后，母体带上负电荷
D Na 电离 D Na
直接染料、活性染料、酸性染料、可溶性还原染料属于此类 D上的阴离子基团通常为磺酸基（—SO3-）、硫酸酯基
（—OSO3- ）、羧基（ —COO- ）等
二、染色原理
三、阳离子改性剂分类
阳离子聚丙烯酰胺类
阳离子聚丙烯酰胺类改性剂，是一类水溶性好、生产工艺简单、 分子量低的季铵型阳离子高分子改性剂。
缺点，色牢度较低，因为改性后棉织物上带有较多的 正电荷与染料阴离子存在吸引，水解染料很难从纤维素洗 掉。
三、阳离子改性剂分类
手感细腻，光泽柔和 染色性好，色泽鲜艳
一、棉织物介绍
按织物组织分：
平纹布
斜纹布 缎纹布
一、棉织物介绍
按印染整理加工分：
漂白棉布 染色棉布 印花棉布
一、棉织物介绍
棉织物常用品种：
平布
府绸
一、棉织物介绍
棉织物常用品种：
麻纱
斜纹布
一、棉织物介绍
棉织物常用品种：
卡其
哔叽
一、棉织物介绍
棉织物常用品种：
二、染色原理
染料在织物上上染率较低
染料分子结构考虑
解
决
方
法
纤维素纤维本身考虑
三、阳离子改性剂分类
纤维素对阳离子改性剂的要求：
1.纤维改性需简便、快速、有效； 2.改性工艺中不能造成有毒、有害物质在纤维上残留； 3.纤维素的阳离子化不能明显影响染色品的色泽、强度 和手感等性能。
三、阳离子改性剂分类
改性处理的纤维，可用染料进行中性无盐染色
三、阳离子改性剂分类
高分子类阳离子改性剂
高分子类阳离子改性剂，直接性好，用量少，热稳定性好， 不易水解，利用效率高等性能的优点，近年来受到了人们越来 越多的关注。高分子类阳离子改性剂既可以通过化学反应与纤 维结合，又可以通过物理作用吸附在纤维上，因此可以分为吸 附型高分子改性剂和反应型高分子改性剂。
氯代均三嗪类小分子改性剂，根据其分子结构中含有的活性 基团数目，可分为单活性氯代均三嗪类改性剂和双活性氯代均三嗪 类改性剂。单活性氯代均三嗪化合物与纤维素纤维反应如下。
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/24
三、阳离子改性剂分类
丙烯酰胺类季铵盐
纤维素纤维上的羟基发生离解成为活泼的亲核试剂，能与丙烯 酰胺类季铵盐中的碳碳双键发生亲核加成反应，所以丙烯酰胺类季 铵盐也可以用作纤维素纤维的改性剂。利用3-丙烯酰胺-2-羟丙基三 甲基氯化铵就是其中一例。
纤维素纤维在水溶液中一般带负电荷,而大多数用于染纤维 素纤维的染料(如活性染料、直接染料、还原染料隐色体等) 在染浴中也带负电荷。
在染色时就会存在一个问题:由于染料与纤维之间的静电斥 力,染料的上染受到阻碍以致上染率降低。传统解决这个问题 的方法是在染浴中添加大量的中性电解质以提高上染率,但是 这样又给环境带来更大压力。
华达呢
灯芯绒
横贡缎
Baidu Nhomakorabea
绒布
二、染色原理
为什么要改性？ 如何改性？
二、染色原理
纤维在染液中带电的情况
纤维与染液接触时，在纤维表面通常会带有一定量 的电荷。在中性或碱性条件下，纤维表面一般带负电荷。
原因：
纤维中羧基、磺酸基等或纤维氧化生成的羧基发生电离 纤维在染液中吸附带负电的粒子，如：OH纤维的介电常数<染液的介电常数
环氧类阳离子化合物
阳离子聚丙烯酰胺类
小
氮杂环阳离子化合物
高
树枝状大分子
分 子 类
氯代均三嗪类化合物
分 子
阳离子淀粉
类 壳聚糖季铵盐
丙烯酰胺类季铵盐
聚环氧氯丙烷胺化物
三、阳离子改性剂分类
小分子类阳离子改性剂：
小分子类阳离子改性剂由于分子量小，很易进入纤维内部， 能够对纤维表面和内部进行均匀改性，因此经其改性后的纤维 匀染性和透染性均较好，但这类改性剂热稳定性差，容易水解， 用量大，有效利用率低。关于小分子类阳离子改性剂的研究较 多，应用领域也较宽泛，除用于纤维改性外，还在淀粉改性、 抗菌等方面有广泛的应用
三、阳离子改性剂分类
环氧类阳离子化合物
研究比较多的小分子类阳离子改性剂是含有叔胺或季铵 盐的环氧类化合物。
因为改性纤维带上正电荷，与染浴中带负电荷的染料之间 存在较强的相互吸引作用，从而会促进染料分子上染到纤维上 并向其内部进行扩散。
缺点：环氧基反应性强，容易开环，稳定性差。
三、阳离子改性剂分类
目录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
棉织物介绍 染色原理 阳离子改性剂分类 棉织物改性工艺 棉织物改性实例
一、棉织物介绍
棉织物又称棉布，是以棉纱为原料织造的织物。 主要成分为纤维素。
棉花
纤维素结构式
棉纱
一、棉织物介绍
棉织物服用性能优点：
吸湿性和透气性 保暖性好
氮杂环阳离子化合物
氮杂环阳离子化合物如 N, N-二甲基-3-羟基氮杂环丁 烷鎓氯化物（DMAC）改性剂可对纤维素进行改性。
因为 DMAC 侧链上的仲羟基，可以在比纤维上 的羟基低的多的 PH 条件下进行离子化。
三、阳离子改性剂分类
氮杂环阳离子化合物
CH3 Cell O CH2 CH CH2N
OH CH3
CH3 Cell O CH2 CH CH2N H
O CH3
所以在中性条件下它很容易与染料形成共价键。虽然采用 DMAC 这类改性剂对纤维进行改性后染色，可以获得较高的上染 率和优异的染色性能
缺点：用量大，前处理费用高，高温条件下破坏纤维的物理结构 和力学强度。
三、阳离子改性剂分类
氯代均三嗪类化合物
环氧类阳离子化合物
它的表氯醇母体 3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵来代替 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵作为阳离子改性剂对纤维素纤维 进行改性。
通过延长与季铵盐中心氮原子相连的烷基链长，可以提高 这类阳离子改性剂的热稳定性，但是与高分子类阳离子改性剂 相比，其用量较大，有效利用率仍然较低。
三、阳离子改性剂分类
目前，常用方法是对纤维素纤维进行阳离子改性， 即通过与纤维上的羟基发生化学反应形成共价结合使 纤维带上正电荷，或者通过物理吸附的方式使纤维呈 正电性，从而促进带负电荷的染料分子上染到纤维上。
提高染料在织物上上染率 优
点
减少了染色废水的产生
三、阳离子改性剂分类
阳离子改性剂，根据分子大小可分为小分子类 和高分子类。
二、染色原理
染料在水溶液中会发生电离，从而使染料母体带上电荷 阴离子型染料电离后，母体带上负电荷
D Na 电离 D Na
直接染料、活性染料、酸性染料、可溶性还原染料属于此类 D上的阴离子基团通常为磺酸基（—SO3-）、硫酸酯基
（—OSO3- ）、羧基（ —COO- ）等
二、染色原理
三、阳离子改性剂分类
阳离子聚丙烯酰胺类
阳离子聚丙烯酰胺类改性剂，是一类水溶性好、生产工艺简单、 分子量低的季铵型阳离子高分子改性剂。
缺点，色牢度较低，因为改性后棉织物上带有较多的 正电荷与染料阴离子存在吸引，水解染料很难从纤维素洗 掉。
三、阳离子改性剂分类
手感细腻，光泽柔和 染色性好，色泽鲜艳
一、棉织物介绍
按织物组织分：
平纹布
斜纹布 缎纹布
一、棉织物介绍
按印染整理加工分：
漂白棉布 染色棉布 印花棉布
一、棉织物介绍
棉织物常用品种：
平布
府绸
一、棉织物介绍
棉织物常用品种：
麻纱
斜纹布
一、棉织物介绍
棉织物常用品种：
卡其
哔叽
一、棉织物介绍
棉织物常用品种：
二、染色原理
染料在织物上上染率较低
染料分子结构考虑
解
决
方
法
纤维素纤维本身考虑
三、阳离子改性剂分类
纤维素对阳离子改性剂的要求：
1.纤维改性需简便、快速、有效； 2.改性工艺中不能造成有毒、有害物质在纤维上残留； 3.纤维素的阳离子化不能明显影响染色品的色泽、强度 和手感等性能。
三、阳离子改性剂分类
改性处理的纤维，可用染料进行中性无盐染色
三、阳离子改性剂分类
高分子类阳离子改性剂
高分子类阳离子改性剂，直接性好，用量少，热稳定性好， 不易水解，利用效率高等性能的优点，近年来受到了人们越来 越多的关注。高分子类阳离子改性剂既可以通过化学反应与纤 维结合，又可以通过物理作用吸附在纤维上，因此可以分为吸 附型高分子改性剂和反应型高分子改性剂。
氯代均三嗪类小分子改性剂，根据其分子结构中含有的活性 基团数目，可分为单活性氯代均三嗪类改性剂和双活性氯代均三嗪 类改性剂。单活性氯代均三嗪化合物与纤维素纤维反应如下。
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/24
三、阳离子改性剂分类
丙烯酰胺类季铵盐
纤维素纤维上的羟基发生离解成为活泼的亲核试剂，能与丙烯 酰胺类季铵盐中的碳碳双键发生亲核加成反应，所以丙烯酰胺类季 铵盐也可以用作纤维素纤维的改性剂。利用3-丙烯酰胺-2-羟丙基三 甲基氯化铵就是其中一例。
纤维素纤维在水溶液中一般带负电荷,而大多数用于染纤维 素纤维的染料(如活性染料、直接染料、还原染料隐色体等) 在染浴中也带负电荷。
在染色时就会存在一个问题:由于染料与纤维之间的静电斥 力,染料的上染受到阻碍以致上染率降低。传统解决这个问题 的方法是在染浴中添加大量的中性电解质以提高上染率,但是 这样又给环境带来更大压力。
华达呢
灯芯绒
横贡缎
Baidu Nhomakorabea
绒布
二、染色原理
为什么要改性？ 如何改性？
二、染色原理
纤维在染液中带电的情况
纤维与染液接触时，在纤维表面通常会带有一定量 的电荷。在中性或碱性条件下，纤维表面一般带负电荷。
原因：
纤维中羧基、磺酸基等或纤维氧化生成的羧基发生电离 纤维在染液中吸附带负电的粒子，如：OH纤维的介电常数<染液的介电常数
环氧类阳离子化合物
阳离子聚丙烯酰胺类
小
氮杂环阳离子化合物
高
树枝状大分子
分 子 类
氯代均三嗪类化合物
分 子
阳离子淀粉
类 壳聚糖季铵盐
丙烯酰胺类季铵盐
聚环氧氯丙烷胺化物
三、阳离子改性剂分类
小分子类阳离子改性剂：
小分子类阳离子改性剂由于分子量小，很易进入纤维内部， 能够对纤维表面和内部进行均匀改性，因此经其改性后的纤维 匀染性和透染性均较好，但这类改性剂热稳定性差，容易水解， 用量大，有效利用率低。关于小分子类阳离子改性剂的研究较 多，应用领域也较宽泛，除用于纤维改性外，还在淀粉改性、 抗菌等方面有广泛的应用
三、阳离子改性剂分类
环氧类阳离子化合物
研究比较多的小分子类阳离子改性剂是含有叔胺或季铵 盐的环氧类化合物。
因为改性纤维带上正电荷，与染浴中带负电荷的染料之间 存在较强的相互吸引作用，从而会促进染料分子上染到纤维上 并向其内部进行扩散。
缺点：环氧基反应性强，容易开环，稳定性差。
三、阳离子改性剂分类