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1、【6 8 】- 3 4 02 0 0 1 年1 0 月 废纤维中染料与纤维的结合状态初探 张永金张波兰崔卫纲 ( 武汉科技学院，武昌，4 3 0 0 7 3 ) 摘要：从理论卜分析了染料在使用过程中随环境因素如光照、生化、洗涤、烟气以及其它物理机械作用对染料物珥化学性质 变化的影响，在此基础上分析了染料与废纤维的结合状态的瘦化。 关键词：废纤维染料结合状态染色研究 中图法分类号：T S l O l7 2 I8 废纤维约占固体废弃物总量的3 5 4 ，由 于其自然降解能力差，对环境影响越来越大。随着 人们环保意识的增强以及资源危急的困挠，各国在 这方面的研究已经加大了力度。目前废纤维再利用 主要
2、基于未染色品、下脚料，并在再生纤维1 4 1 ；制造 特种材料如隔热、隔音、板材及无纺布f 3 ，降解回收 单体L 2J ，高分子粘合剂3 等方面进行研究和应用。 但由于8 0 以上的废纤维是染色或印花品，染料通 过物理或化学作用吸附于纤维上，它的存在将影响 纤维的物理机械性能及再利用的价值和范围。为了 提高废纤维利用品质、应用范围以及理化指标，将废 纤维上染料脱色是提高应用性能的最佳方法。 笔者将从下列几方面讨论，以期为研究纤维脱 色方法提供些依据。 1 上染纤维的染料与纤维的结合状态 上染纤维后的染料可与纤维发生机械、物理、化 学作用将染料吸附于纤维内或界面。 1 1 机械物理吸附 纤维高
3、分子内结构是不均匀的，有晶区、缠结区 以及无定型区。大分子随温度的升高将发生一系列 物理变化，大分子内或分子间的作用力减小，晶区变 成无定型区，缠结区分子之间的空隙增加，染料分子 将进入这些区域，当外能解除后，大分子恢复常态、 染料分子被包裹在大分子的晶区和缠结区。其结构 如图l ( A 、B 、C ) ，其中图1 A 是染料进入单分子缠结 区示意图，图1 B 是染料进入晶区的示意图，图1 C 是染料进入多分子缠结区示意图。 田1 挚料通过机械物理吸附纤维内的示意图 图中为高分子、为染料进 区 爹雠三爱雾 ；。备翥：；：嚣或B 竿荔姜篓兰萎銎篆薷界面吸附示意图 _ ，反生琏一矢型吸刚 图中为高
4、分子、为染料进入区的染料有活性染料，阳 2 废纤维上的染料在使用过程中的主要变化 废纤维在进入回收站前纤维七的染料经过了光 化学、生物化学、洗涤、汗渍、烟气、机械摩擦等物理 化学过程，在这些过程中染料的结构和性能发生了 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第二f 二卷第五期 3 4 1 - 【6 9 】 一系列的物理化学变化。有的染料通过机械物理或 洗涤、汗渍等物理作用已经从纤维上脱附；有的染料 通过化学变化其结构和性能已经发生了变化。下面 主
5、要讨论染料在使用过程中的化学变化。 21 洗涤剂的化学作用 洗涤剂是一类含有表面活性剂、吸附剂、分散剂 及螯合剂的碱性化学复配物，其在洗涤过程中与染 料发生如下的化学作用。 2 1l 水解洗涤剂是碱性的在洗涤过程巾易使 染料的酯键、酰胺键发生水解，增加染料的极性基 团，使染料一方面与纤维的作用力增加，另一方面水 溶性增加。这类结构的染料有很多，其中大多数为 分散染料： 2 2 2 螫合络合染料是染料中的一大类，如铜盐 络合染料，铬盐络合染料，这些染料的金属离子在其 他络合剂的存在下将从染料络合体中游离出，与洗 涤剂中的螫合剂发生反应，染料结构被破坏。被破 坏的染料在结构上将发生很大的变化，染料
6、上起螫 合作用的羟基、羧基和胺基被游离出，增加染料的亲 水性和染料与纤维的作用力。 22 光化学作用 染料是一类共轭型分子结构的化合物，分子中 的n 电子在可见或紫外光的作用下会发生( “”8 ) 跃 迁，并吸收与( ，订c ) 跃迁能级相当光能，使染料产生 颜色。进入激化态的电子能量可通过非辐射钝化、 辐射钝化、分子间转移和化学变化等方式进行能量 转移回到基态。其中光化学变化和分子闻能量转移 是染料本身或其它一起拼混的染料分解、异构化、氧 化还原等过程。 在偶氮化合物中，由于氮原子的电负性较碳原 子的电负性大，共轭体系中电子向氮原子偏移，使偶 氮键上电子云密度增加，基态能级增加，更易接受光
7、子，在偶氮化合物中偶氮键最先遭破坏。偶氮化合 物被还原变成联胺类化合物，被氧化则变成，氧化 叔铵化合物，进一步氧化还原偶氮键被打断染料变 成芳胺、亚硝基和硝基芳香化合物；发生异构化反应 变成复杂的杂环化合物；发生能量转移到其它染料 分子上或转移到纤维上将使其它染料或纤维发生分 解、异构化和氧化还原反应。染料本身变成了亲水 性更强的化合物如联胺、芳胺、氧化叔铵等，变成疏 水性更强的化合物如硝基或亚硝基的芳香化合物， 变成了复杂的杂环化合物。 蒽醌类染料是一类耐晒染料，激化态有( M ”) 、 ( “t l “ + ) ，其中( n ”) 激化态寿命较长，它的能量对氧 分子转移生成活泼单线态氧(
8、1 0 ) 及H 2 ( ) 2 ，若夺取醇 分子中的H 原子则还原成半醌，生成R C H O H 游离 基。反应生成的单线态的氧和H 2 0 2 可进行如下一 系列化学反应。 沪 删i 斋一 洲 皑乏 O H 2i 鲁吣： 一 o H p 妒、 O 飞7 V。Z k N 乡、卜c 心二r 、扩1 + f o 影i 卜c 心 一 旷? 厂 一 O 使染料分子的亲水性降低或分解成难以除去的 中间体。反应生成的醇游离基则可使偶氮基团还原 成联胺，提高染科分子的亲水性。 杂环类染料的共轭环上含有N 、O 、s 等杂原子， 由于基态能级高易发生3 ( n ”) 激化，进而转用化 成1 ( r t T
9、C + ) ，遇氧将氧分子转化成单线态氧q 。而 自己回复到基态。活泼的单线态氧1 Q 和另一个染 料作用将使其发生氧化而退色，其作用过程见蒽醌 类染料。 染料光化学过程是一个复杂的化学过程。光化 学作用产物，随气候条件、地理位置有极大的区别。 在紫外光比较强的地区、在湿热地区染料光氧化作 用更显著，染料分解的程度更大，其分解产物大多为 染料中间体；在干燥、寒冷地区这种作用将会减弱， 在选择脱色方法时应该特别加以注意。 23 生化作用 纤维织物在作用过程经常会粘染上蛋白质、油 酯、食物或其它物质，在废弃过程中经常和其它废弃 物一起堆置存放，经常会产生些细菌，其中有些细菌 对染料有分解作用。根据
10、细菌的种类不同其分解产 物不同，染料分子被分解成小分子化台物对染料的 脱色有一定的帮助。 2 4 烟气作用 氧化还原性气体等是影响染料结构的另一类作 用因素。有的地区空气中由于烟气中含有大量的氧 化性气体如N 2 0 、N C h 、S 0 3 等，这些气体的存在使 染料偶氮基、胺基、羟基等发生氧化退色；还有的地 区烟气中含有大量的还原性气体如H 2 S 、s 0 2 、O O 等，这些气体的存在将使当染料发生还原反应破坏 染料的分子结构。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove t
11、he watermark 【7 0J 3 4 2 关于知识社会里高等服装教育的思考 郭建南邬关荣沈慧虹 ( 浙江工程学院，杭卅I 3 1 0 0 3 3 ) 摘要：2 1 世纪世界将进入知识社会时代仵为传播知识载体的科学以及生产科学的工厂高等服装教育，应如何面对知识 社会所带来的挑战和机遇应如何满足知识社会罩对服装知识的需求，尤其是对高等服装教育的需求? 纵观国际高等服装教育 分析我国服装教育存在的差距，提出r 我国高等服装教育的发展方向， 关键词：高等服装教育服装观念发展方向分析比较 中图法分类号：I 专9 3 1 “在人类历史上从没有任何一个世纪像即将结 束的2 0 世纪一样发生了如此重要
12、迅速的社会转型 变化”( P e t e rF D D J c k e r ，1 9 9 2 年) 。可以预见，2 l 世 纪将是世界进入全球化的知识社会时代，将是人类 更多地依靠知识、知识创新与应用和可持续发展的 世纪。知识社会的基本特点就是通过一个知识创新 去开发一个产品，通过一个产品去启动一个市场，通 过一个市场去发展一个企业，通过一个企业去创建 一个基地，通过一个基地去促进一个产业，从而带动 整个经济的发展。这中间的关键在于知识创新以及 这个创新成果的加工和应用之间的整合。目前，发 达国家5 0 以上的经济已构筑在知识经济基础上， 网络化、全球化、虚拟化、产品链接中空化、无形知识 产权
13、化等特征必将影响和决定着知识时代的服装企 业的生死存亡，同时也左右着高等服装教育的发展 方向。 1 我国服装业的现状分析 2 1 世纪中相当长的一个时期，我国仍将是一个 3 废纤维与染料的结合状态分析 废弃纤维织物中染料经过一系列的物理和化学 变化( 不考虑纤维的变化) ，这些变化的发生使染料 在纤维上的结构状态发生了很大的变化。染料由于 化学作用废纤维上一部分染料的结构和性能发生了 的变化：( 1 ) 染料被分解为中间体，由于中间体分子 变小、直接性降低，分子运动更显著，一些中间体进 入至分子的半晶区或晶区，使中间体脱附困难，一些 迁移至纤维的界面，通过洗涤或机械作用而脱附；这 些中间体存在
14、于纤维中将使纤维的塑性增加，对纤 维再利的物理机械性能将产生影响；还有一些中间 体由于极性的变化与纤维之间的作用力增强了，甚 至有些中间体与纤维发生了化学反应吸附于纤维 中。( 2 ) 染料通过化学变化变成亲水性更强的分子， 服装生产大国、出口大国，也是一个服装消费大国。 据中国服装协会1 9 9 9 年调查，我国( 大陆) 现有服装 企业4 5 万家，服装行业的生产能力( 不含针织服 装) 1 3 8 亿件套，出口创汇3 0 06 亿美元。而目前的 状况是，我们劳动力便宜的优势相当多地在给国际 品牌服务。我国出口的价格低得可怜，按平方米来 计算，我们的服装出口到美国到岸价是4 个美金多， 如
15、果从出厂价来讲，那就更低了。同样，法国的服装 到美国大约是2 0 美金以上，意大利是1 9 美金左右， 英国是1 3 1 4 美金。为什么会出现这个问题呢? 是因为我们没得到附加值，还是在加T 。为了提高 我国服装的国际竞争力，反映在纺织服装业上，采取 的政策主要是：( 1 ) 进行产业结构调整，控制总量，淘 汰落后；( 2 ) 推动产业升级，提高创新能力，推动技术 进步；( 3 ) 进行产业重组，提高产业的集中度，以增强 国际竞争力；( 4 ) 实施名牌战略，以注重服饰文化来 提高产品的附加值。耐人寻味的是，我们的服装教 学又为纺织服装业的改革与发展作出了多少反应 呢? 是的，我们是一直在培
16、养服装人才，培养服装设 如染料的络合金属离子被螯合剂络合游离出大量的 亲水性基团，又如染料的偶氮基被还原成联胺等；这 些变化的发生将使染料一方面和纤维的结合力加 大，如在棉纤维上染料与纤维的羟基形成分子间氢 键；另一方面使染料的亲水性增加，两者作用的结果 是染料更易脱附。( 3 ) 染料通过化学变化变成亲水 性更差的分子，如染料的胺基、羟基被氧化成酮，染 料分子内重排成环状结构等；这类化学变化使染料 的亲水性下降，染料脱附的难度增加，特别是分子重 排成环之后分子的共平面性增加，直接性增加，造成 脱附难度加大。 参考文献 1 。许大E ：纤维制品的再利用，染色杂志，1 9 9 8 ( 1 6 2 ) ：2 7 2 3 2 j W C 0 7 0 6 1 3 3 u s P 5 6 9 2 6 4 0 、5 6 2 6 9 3 9 、5 2 9 4 3 8 4 3 jJ P 0 9 8 4 9 7 3 ，0 9 8 5 7 5 9 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark