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1、辽 东 学 院 创 新 实 验 论 文离子液体在柞蚕丝染整工艺中的应用The Application of Ionic Liquids in Tussah Silk Dyeing and finishing 学 生 姓 名： 王东艳 学 院： 化工与材料学院 专 业： 轻化工程 班 级： B0703 学 号： 1513070430 指 导 教 师： 程德红 审 阅 教 师： 程德红 完 成 日 期： 2010年11月18日 辽 东 学 院Eastern Liaoning University独创性说明作者郑重声明：本毕业论文（设计）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知
2、，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，创新实验论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得辽东学院或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者签名：_ 日期：_ _ / 文档可自由编辑打印摘 要离子液体是在室温或室温附近温度下为液态且完全由离子构成的新型离子型化合物，被认为是一种环境相对友好、绿色的溶剂。本文介绍了1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体(bmimC1)在柞蚕丝染色中的应用，主要利用离子液体对蛋白质的溶解能力，在已脱胶的柞蚕丝上用离子液体对其进行染色处理，使用弱酸性染料，染色温度为90，时
3、间为1h，浴比为1:30，实验发现在染色过程中使用离子液体后，由于部分离子液体与柞丝纤维表面以某种价键相结合，最终改善柞蚕丝的染色性能，使其上染率有所提高，并改变其断裂强力、吸湿性、手感等各项性能指标，其中柞丝的色深值和摩擦牢度有明显的提高。此外，离子液体在水溶液中电离出有机阳离子，在柞蚕丝的染色过程中作为一种缓染剂添加到染液中，对整个染色过程和工艺有较大影响，最终引起上染率和固色率的变化。尤其是其代替硫酸钠时，效果比较明显。关键词：离子液体；柞蚕丝；助剂；染色性能The Application of Ionic Liquids in Tussah Silk Dyeing and finish
4、ingAbstractIonic liquids were compounded of anions and captions and the liquid state under the room temperature, which were regarded as a kind of the relatively friendly environment and green solvents. In this paper ionic liquids 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BmimCl) was applied on the Dyein
5、g of tussah silk. Base on the solubility of proteins, ionic liquid was used to degumming of silk. For weak acid dyes, the obtained results indicated that when temperature was 98 , time 1h, bath ratio of 1:30,which found some ionic liquids and Tussah silk fiber surface with a combination of valence b
6、ond, ultimately improve the dyeing properties of silk so that the infection rate has increased, and change its tensile strength, moisture absorption, handle and other performance indicators, which Oak silk color depth values and significantly improve the rubbing fastness. Furthermore, ionic liquids
7、is a cationic reagent, in the process of silk dyeing it also as an additive to the dye, the dyeing process and the whole process has great influence on the ultimate cause dye uptake and fixation rates changes. In particular, its place of sodium carbonates the effect obvious.Key Words：Ionic liquids；T
8、ussah silk；Additives; Dyeing Properties目 录摘 要IAbstractII一、引言1（一）离子液体应用在柞蚕丝染整工艺中的目的1（二）柞蚕丝染整工艺11.柞蚕丝精练12.柞蚕丝染色1（三）离子液体的认识与发展2（四）离子液体的组成与分类2（三）离子液体的性质与特点3（四）前景展望3二、离子液体在柞蚕丝染色中的应用4（一）柞蚕丝概述41.柞蚕丝纤维的结构特点及性能42.柞蚕丝纤维的化学组成43.柞蚕丝纤维形态结构54.柞蚕丝纤维的主要性能5（二） 实验部分61.仪器62.试剂73.离子液体对柞蚕丝的精练74.离子液体在柞蚕丝染色中的应用10结 论14参 考
9、文 献15致 谢16辽东学院本科创新实验论文版权使用授权书17一、引言（一）离子液体应用在柞蚕丝染整工艺中的目的随着科技的发展和环保意识的增强，高效、清洁、环保的染色技术已经成为染整企业发展的必然趋势。由于传统的染色技术存在许多弊端，比如染料用量大，生产过程长、容易染花、出现疵点以及对环境污染等。离子液体作为一种新型绿色环保型溶剂应用到柞蚕丝染色工艺中，可以避免传统工艺中的弊端，还可以提高染色产品的质量以及避免环境污染。所以离子液体应用到柞蚕丝染整工艺中具有重大意义。（二）柞蚕丝染整工艺1.柞蚕丝精练柞蚕吐出的茧丝除了丝素外，还有丝胶、蜡质、色素和灰分，而在泡丝、制织和捻丝过程中又会沾上第二次
10、杂质。精练的目的就是去除色素以外的杂质，也称脱胶。传统的脱胶方法有碱脱胶、酸脱胶和酶脱胶。柞蚕丝胶也属于球形蛋白质的一种，定向整列结品度极低，受到酸、碱等化学药剂和生物酶制剂的作用，形成膘、胨或氨基酸而溶解于水。这个溶解过程，通常分丝胶的膨化和溶解两个过程。膨化过程是水分子大量渗入，使丝胶蛋白质大分子的极性结合键拉长，以致最后断裂，变成了易于分布到水中的小胶粒，小胶粒的水化膜变厚，就会被大量的水分子拖到水溶液中去，达到脱胶的目的。 2.柞蚕丝染色柞丝绸染色同其他纤维织物染色一样，都是使染料通过溶媒（一般都指水，只有在溶剂染色时使用有机溶剂）与纤维发生物理或化学的结合，或者用化学方法在纤维上生成
11、色淀染料，而使织物具有一定的色泽。柞蚕丝具有多孔的特点，其微细纤维的集合紧密度较差，受到摩擦时，表面微细纤维易漂浮出来，导致柞丝绸在染色加工过程中容易造成磨白、擦伤、起毛等疪点。同时，纤维表面比较粗糙，整列度较差，染色后的绸匹表面色泽不纯正，有时呈粒状色（貌似染色不匀）。可用于柞蚕丝染色的染料有直接染料、活性染料及酸性染料。每种染料的染色工艺、染色条件、所用助剂和注意事项都不同。但染色过程大致都可以分成吸附、扩散和固着三个阶段。染料在纤维上的固着存在两种形式，一是纯化学性的固着，也就是说染料与纤维是通过化学反应，使染料固着在纤维上的。另一个是物理化学性因素的固着，这种性质的固着是通过纤维分子与
12、染料分子之间的互相吸引及氢键的形成而产生的。（三）离子液体的认识与发展离子液体(ionic liquid)是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的，在室温或室温附近温度下呈液体状态的盐类化合物1-3。纯净的离子液体属于离子化合物，与离子溶液有着本质的区别。在组成上离子液体与概念中的“盐”相近，其熔点通常又低于室温，所以也称 “室温熔融盐”（Room Temperature Molten Salts）4。有关离子液体的报道最早可追溯到1914年,Walden报道了第一个在室温下呈液态的有机盐硝酸乙基胺，但并未引起人们的关注5。1948年，Hurley与Wier偶然合成了氯铝酸盐离子液体，才开创了第
13、一代离子液体6。在此后几十年中，由于氯铝酸盐离子液体对水和空气的不稳定性，限制了其应用范围。直到1992年，Wilkes7合成了对水和空气都稳定的bmimBF4(1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)，使离子液体成为全球范围的研究热点。近年来，离子液体作为新型液体电解质在电池、电容器和有机合成溶剂方面有较多的报道和研究。（四）离子液体的组成与分类离子液体是一种离子型化合物，由有机阳离子和有机或无机阴离子构成，阴、阳离子不同可得到不同种类的离子液体。根据阳离子的不同,离子液体可以分为四类:(a)烷基铵阳离子(用NRxH4- x+表示)；(b)烷基季阳离子(用PRxH4- x+ 表示)；(c)N-烷基
14、吡啶阳离子(用RPy+表示)；(d)N,N-二烷基咪唑阳离子(用R1R3im+表示,im代表咪唑结构,若2位上还有取代基R2,用R1R2R3im+表示)。四种阳离子结构式如下:图1.1 离子液体中常见的正离子结构其中烷基取代的咪唑阳离子最稳定,且熔点较低(与其他阳离子构成的离子液体相比),倍受研究者的青睐。（三）离子液体的性质与特点离子液体作为一种“绿色可设计溶剂”，在各领域引起广泛关注。其之所以能迅速崛起，并引起世界各国的重视，这与其特有的特性有关。与传统溶剂相比，离子液体具有如下特点8：液体状态温度范围宽，其熔点在-96至300以上，且具有良好的物理和化学稳定性；通常无色无臭，蒸汽压低，不易挥发，消除了有机物质挥发而导致的环境污染问题；对大量的无机和有机物质具有良好的溶解能力，并具有溶剂和催化剂的双重功能，可作为许多化学反应的溶剂或催化活性载体；具有较大的极性可调控性，可以形成两相或多相体系，适合用作分离溶剂或构成反应-分离耦合新体系；电化学稳定性高，具有较高的电导率和较宽的电化学窗口，可用作电化学反应介质和电池溶液；具有可设计性，离子液体性质可以通过调节阴阳离子的种类进行组合，被称之为“绿色可设计溶剂”，理论上可根据需要，设计出满足不同体系需求种类的离子液体。 正是由于这些独特性能,离子液体的应用
