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低盐和低碱活性红染料在柞木单板染色中的应用

王敬贤 沈隽 王建军 赫亮 王月婵

王敬贤, 沈隽, 王建军, 赫亮, 王月婵. 低盐和低碱活性红染料在柞木单板染色中的应用[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391
引用本文: 王敬贤, 沈隽, 王建军, 赫亮, 王月婵. 低盐和低碱活性红染料在柞木单板染色中的应用[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391
WANG Jingxian, SHEN Jun, WANG Jianjun, HE Liang, WANG Yuechan. Application of low-alkali and low-salt reactive red dyes in Xylosma japonicum veneer dyeing[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391
Citation: WANG Jingxian, SHEN Jun, WANG Jianjun, HE Liang, WANG Yuechan. Application of low-alkali and low-salt reactive red dyes in Xylosma japonicum veneer dyeing[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391

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低盐和低碱活性红染料在柞木单板染色中的应用

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391
基金项目: 国家自然科学基金面上项目(31971582);辽宁省农业科学院学科交流合作项目(2020HZ217005)
详细信息
    作者简介: 王敬贤(ORCID: 0000-0003-1625-8033),高级工程师,博士,从事木制品环保技术和木材功能性改良技术研究。E-mail: wangjingxian_1985@163.com
    通信作者: 沈隽(ORCID: 0000-0002-7617-0909),教授,博士,从事木材加工技术研究。E-mail: shenjunr@126.com
  • 中图分类号: S781.42

Application of low-alkali and low-salt reactive red dyes in Xylosma japonicum veneer dyeing

  • 摘要:   目的  明确低盐和低碱活性染料应用于单板染色的适用性,可降低染液废液污染水平和生产成本。  方法  选择新型低盐活性大红(SNE)染料和低碱活性红(LA)染料对渗透性较差的柞木Xylosma japonicum单板进行染色,以应用较广的活性红(M-3BE)染料作为对照,测试3种染料染色柞木单板的直接性、反应性、固色率和染色效果,利用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)和扫描电镜(SEM)分析其官能团、组分和细观结构的变化。  结果  与M-3BE染料相比,SNE染料硫酸钠用量降至1/2和LA染料碳酸钠用量降至1/8时,SNE染料固色率提高了15.33%、色差降低了1.35%,LA染料固色率降低了3.37%、色差提高了2.03%。染色处理后,木材表面羟基含量减少,其中低盐染料染色柞木单板羟基含量最低,除出现较弱的硫酸盐S=O吸收峰外,无新吸收峰产生。3种活性染料与木材的结合机理和产生的官能团结构相似,但因染料母体结构差异较大,导致热分解曲线略有不同。染料分子可从木材表面扩散到木材内部,扩散程度从大到小依次为SNE、M-3BE、LA。  结论  SNE染料具有较高的上染率,LA染料具有优异的颜色提升性,可用来染色木材单板,从而降低电解质盐和碱的排放。图3表3参28
  • 图  1  染料、柞木和染色柞木的红外光谱图

    Figure  1  Infrared spectrum analysis diagram of dyes, X. japonicum veneer and X. japonicum veneers dyed by different reactive red dyes

    图  2  柞木染色前后木粉TG曲线

    Figure  2  TG curves of X. japonicum veneers before and after treatment with different reactive red dyes

    图  3  柞木染色前后的电镜图

    Figure  3  SEM pictures of X. japonicum veneers before and after treatment with different reactive red dyes

    表  1  SNE和LA染料的上染率

    Table  1.   Dye-uptake of low-salt reactive dyes(SNE) and low-alkali reactive dyes(LA)

    染料名称编号硫酸钠添加量/
    (g·L−1)
    碳酸钠添加量/
    (g·L−1)
    上染率/%
    平均值标准差
    SNE1 42036.913.35
    2 82037.032.99
    3122040.123.08
    4162040.533.25
    5202041.202.82
    LA 1401.09.06 1.39
    2402.521.471.64
    3405.016.920.84
    4407.58.03 0.77
    54010.07.83 0.97
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    表  2  活性染料的最大吸收波长和染色性能

    Table  2.   Maximum absorption wavelength and dyeing performances of reactive dyes

    染料名称最大吸收
    波长/nm
    直接性/%反应性/%固色率/%
    M-3BE542 7.76±1.0518.58±2.0124.96±2.46
    SNE499 8.23±1.2823.56±3.0640.29±1.98
    LA54512.70±1.0216.38±3.2121.59±1.93
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    表  3  不同染料染色柞木单板的颜色

    Table  3.   Color change of X. japonicum veneers treated with different reactive red dyes

    染料名称染色后染色前后差值E
    L*2a*2b*2L*a*b*
    M-3BE47.48±3.2532.50±4.705.50±2.53− 23.29±4.0925.59±5.10− 15.32±2.1738.03±5.61
    SNE46.31±1.7734.78±3.4924.21±1.55− 24.15±2.7127.41±3.952.72±1.5336.68±4.68
    LA48.67±3.1533.88±3.232.37±2.05− 23.14±4.2626.83±3.60− 18.69±1.3740.06±4.98
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-19
  • 修回日期:  2021-03-12
  • 网络出版日期:  2021-04-12

低盐和低碱活性红染料在柞木单板染色中的应用

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391
    基金项目:  国家自然科学基金面上项目(31971582);辽宁省农业科学院学科交流合作项目(2020HZ217005)
    作者简介:

    王敬贤(ORCID: 0000-0003-1625-8033),高级工程师,博士,从事木制品环保技术和木材功能性改良技术研究。E-mail: wangjingxian_1985@163.com

    通信作者: 沈隽(ORCID: 0000-0002-7617-0909),教授,博士,从事木材加工技术研究。E-mail: shenjunr@126.com
  • 中图分类号: S781.42

摘要:   目的  明确低盐和低碱活性染料应用于单板染色的适用性,可降低染液废液污染水平和生产成本。  方法  选择新型低盐活性大红(SNE)染料和低碱活性红(LA)染料对渗透性较差的柞木Xylosma japonicum单板进行染色,以应用较广的活性红(M-3BE)染料作为对照,测试3种染料染色柞木单板的直接性、反应性、固色率和染色效果,利用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)和扫描电镜(SEM)分析其官能团、组分和细观结构的变化。  结果  与M-3BE染料相比,SNE染料硫酸钠用量降至1/2和LA染料碳酸钠用量降至1/8时,SNE染料固色率提高了15.33%、色差降低了1.35%,LA染料固色率降低了3.37%、色差提高了2.03%。染色处理后,木材表面羟基含量减少,其中低盐染料染色柞木单板羟基含量最低,除出现较弱的硫酸盐S=O吸收峰外,无新吸收峰产生。3种活性染料与木材的结合机理和产生的官能团结构相似,但因染料母体结构差异较大,导致热分解曲线略有不同。染料分子可从木材表面扩散到木材内部,扩散程度从大到小依次为SNE、M-3BE、LA。  结论  SNE染料具有较高的上染率,LA染料具有优异的颜色提升性,可用来染色木材单板,从而降低电解质盐和碱的排放。图3表3参28

English Abstract

王敬贤, 沈隽, 王建军, 赫亮, 王月婵. 低盐和低碱活性红染料在柞木单板染色中的应用[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391
引用本文: 王敬贤, 沈隽, 王建军, 赫亮, 王月婵. 低盐和低碱活性红染料在柞木单板染色中的应用[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391
WANG Jingxian, SHEN Jun, WANG Jianjun, HE Liang, WANG Yuechan. Application of low-alkali and low-salt reactive red dyes in Xylosma japonicum veneer dyeing[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391
Citation: WANG Jingxian, SHEN Jun, WANG Jianjun, HE Liang, WANG Yuechan. Application of low-alkali and low-salt reactive red dyes in Xylosma japonicum veneer dyeing[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391

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