活性染料染着大青杨和白桦单板的染色性能研究

论文摘要

木材染色是通过染料分子与木材纤维发生物理或化学的结合的改性过程,改变木材颜色或者调节材色深浅,或者模仿珍贵木材花纹或颜色。对于改善木材特别是人工林木材的装饰性能,增加木质装饰材料品种,提高低质木材的使用价值和产品的附加值具有重要的实际意义。本论文以大青杨、白桦单板为试材,选用染料活性黄K-RN和活性艳红KD-8B对单板进行浸染试验,研究分析了活性黄K-RN、活性艳红KD-8B对大青杨、白桦单板的上染率。并将染色单板置于氙光衰减仪（X25F）内进行了0～150h的照射试验,分析了染色前后单板的变色规律。采用傅里叶红外光谱技术对染料与木材的结合、染色单板的光变色机理进行了初步的探索。主要研究成果与创新点是:1、活性黄K-RN、活性艳红KD-8B浸染大青杨、白桦单板的染色工艺对上染率的影响表明:染液浓度、染色温度对上染率的影响显著,染色时间不显著。上染率随着染液浓度的增加而增加,在浓度0.4%时上染率较大,当浓度继续增加,木材对染料的吸附达到平衡,则上染率有所下降;上染率随着染色温度的升高而增加,当染色温度达到90℃以上时,可获得较高的上染率。活性黄K-RN染色单板的上染率都明显高于活性艳红KD-8B染色单板。2、染色单板受光照射易发生光变色,染色单板的变色规律表明:不同染料的染色单板的明度指数L*和色度指数a*-b*变化趋势不一致:明度指数L*值的变化,随着光照时间的延长,活性黄染色单板有所下降,而活性艳红染色单板有所增加;色度指数a*-b*值,随光照射时间的延长,活性黄染色单板a*值先减小后有所增大,b*值有所下降;活性艳红染色单板a*值呈逐渐减小,而b*值呈逐渐增加。染色单板变色度（△E*ab）随着光照时间的延长而逐渐增加,且光照射初期上升明显,活性黄染色单板总色差值明显低于活性艳红染色单板。3、利用傅里叶红外光谱技术探索了活性染料浸染木材单板的染色机理及其染色单板光变色机理,对比染色前后单板的红外光谱图可见,半纤维素的非共轭羰基C=O伸缩振动、木质素的C-O伸缩振动明显减弱至消失,表明染料与木材发生了亲核取代反应;对比氙光照射前后染色单板的光谱图,没有出现新的吸收峰,且非共轭羰基C=O的伸缩振动没有明显增强,表明光照射过程中,木材光降解引起的变色较少;参考染色单板表面材色指数的变化,可知染料是引起染色单板光变色的主要因素。光照射过程中,与木材发生共价键结合的染料将吸收的能量转移给木材,从而提高其耐光性能;而部分未结合的染料很难将能量转移,从而引起染色单板的光变色。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 染料发展及活性染料
• 1.1.2 染色用木材资源
• 1.1.3 木材染色工艺
• 1.1.4 染色前木材的漂白
• 1.1.5 染液渗透及染色机理
• 1.1.6 木材的上染着色性
• 1.1.7 染色单板光变色
• 1.1.8 红外光谱
• 1.2 染色木材发展趋势
• 1.3 项目来源与经费支持
• 1.4 研究目标及内容
• 1.5 研究技术路线
• 1.6 研究的目的和意义
• 第二章 影响染色单板上染率的因素研究
• 2.1 引言
• 2.2 试验材料和仪器
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验仪器
• 2.2.3 试验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 活性染料染色大青杨单板结果分析
• 2.3.2 活性染料染色白桦单板结果分析
• 2.3.3 染料种类对上染率的影响分析
• 2.3.4 匀染性分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 染色单板耐光色牢度的研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 试验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 染色前后颜色对比
• 3.3.2 染色单板光变色
• 3.3.3 不同树种、染料耐光色牢度对比分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 单板染色及其染色单板光变色机理研究
• 4.1 引言
• 4.1.1 红外光谱分析技术在木材染色中的应用
• 4.1.2 研究目的与意义
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验仪器
• 4.2.3 试验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 活性黄染色大青杨单板红外光谱分析
• 4.3.2 活性艳红染色大青杨单板红外光谱分析
• 4.3.3 活性黄染色白桦单板红外光谱分析
• 4.3.4 活性艳红染色白桦单板红外光谱分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 活性染料浸染大青杨、白桦单板的上染性
• 5.2 活性染料染色大青杨、白桦单板的耐光性能
• 5.3 单板染色及其染色单板光变色机理
• 5.4 论文的创新点
• 参考文献
• 在读期间学术研究
• 致谢