《超臨界CO2流體中纖維素纖維的相轉移催化染色基礎》是依託蘇州大學，由龍家傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超臨界CO2流體中纖維素纖維的相轉移催化染色基礎
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：龍家傑
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目旨在對超臨界CO2流體中相轉移催化染色技術的基礎問題進行研究。重點研究活性分散染料與棉纖維素纖維（固相）上官能團（Cellulose-OH，伯羥基）固色反應時相轉移催化劑的催化效率問題；研究相轉移催化條件下典型活性分散染料與模擬靶物分子的催化動力學特徵；研究相轉移催化劑在超臨界CO2流體中的溶解特性、穩定性、影響因素及對纖維的溶脹膨化特性；研究超臨界CO2流體中活性分散染料母體結構、活性基類型與其溶解性、在天然棉纖維上的吸附和染色特徵，及其催化固色反應特性、催化固色效率等的相互關係；同時對相轉移催化染色物各項品質和性能等進行探討。本研究將對解決超臨界CO2流體中天然纖維的染色難題開闢新的思路和技術途徑，為提高其染色性和環境友好型染色生產提供套用基礎及理論支持。
結題摘要
天然纖維素纖維的傳統印染加工，其水資源消耗大，環境污染嚴重。以CO2代替水作為介質的超臨界CO2流體染色技術具有綠色、生態、環保優勢。而天然纖維素纖維如棉的超臨界CO2流體染色，是超臨界CO2流體中所有紡織品染色的重要內容和難點，也是一個亟待解決的世界性難題。 本項目首次提出了超臨界CO2流體中天然纖維素纖維棉的相轉移催化染固色思路，並重點研究了相轉移催化劑在超臨界CO2流體中的溶解特性、穩定性、影響因素及對纖維的溶脹膨化特性；相轉移催化條件下典型活性分散染料與模擬靶物分子的催化動力學特徵；超臨界CO2流體中活性分散染料母體結構、活性基類型與其溶解性、在天然棉纖維上的吸附和染色特徵，及其催化固色反應特性、催化固色效率等的相互關係；活性分散染料與纖維素纖維棉固色反應時相轉移催化劑的催化效率問題；同時對相轉移催化染色物各項品質和性能等進行了探討。 研究表明，利用選用的相轉移催化劑可顯著提高上染染料與棉纖維的固色反應，從而大大提高了染料的固著效率，降低了染、固色反應溫度，可在超臨界CO2流體中實現80℃上染、100℃～140℃固色；實現了1h～2h上染、1h固色，縮短了現有工藝時間達50%及以上；實現了典型活性分散染料（如均三嗪類、乙烯碸型等）在天然棉纖維上的染固色，固色效率可達92%（乾態）和99%（一定含濕率），固色率達到或高於85%。此外，還自主研發了超臨界二氧化碳流體中專用染料，以及染料上染、催化固色的兩浴方法。也先後研發了超臨界流體中染料溶解、系統清洗的線上檢測系統和相轉移催化固色反應裝置各1套，以及超臨界流體繩狀無水染色中試裝備系統（染缸達180L），在國內外首次實現了超臨界CO2流體中纖維素纖維等織物的無水繩狀中試生產套用示範。 項目如期達到了預定研究目標，並取得了一系列有特色的創新性成果。三年來共發表相關研究論文13篇（標註7篇），其中SCI論文6篇（標註5篇）；申請中國專利9項，其中獲授權發明專利4項、適用新型2項，同時申請國際發明專利2項；獲香港桑麻基金會紡織科技二等獎等 2項；參與國（境）內外相關學術會議和交流，發表課題相關的會議論文2篇（標註1篇），並做全國性大會報告1次。培養碩士生7名，畢業3名。 本研究對超臨界CO2流體中天然纖維的無水染色難題開闢了新的思路和技術途徑，可為實現其良好染固色、以及環境友好型生產實踐提供套用基礎及理論支持。
