纺织印染行业具有资源依赖性、环境污染性等特点,如何在印染行业节能减排,实现其全流程的清洁生产是现代工业发展的方向。相比其他染色方式,涂料染色不但节能减耗,而且生产流程短、操作方便、色谱齐全、色光稳定、拼色方便,能适应多品种、小批量的生产。为进一步减缓棉纱线涂料染色前处理过程中资源和环境的负担,降低水的使用量及污水的排放量,本文介绍一种新型棉纱线涂料染色工艺:常压等离子体处理,超声波辅助阳离子改性,超声波辅助涂料染色,固色后高温焙烘。等离子体能够优化棉纱线的表层结构、增加纤维中亲水性基团的含量,以等离子体在干态环境下处理棉纱线代替传统煮练工艺,不仅能够达到煮练等同的效果,而且还能减少助剂的使用量、高污染废水的排放量。本论文根据河南省科技厅项目-智慧型浆染联合机开发及产业化(项目编目:152107000016)的设计机理及技术要求,致力于从新理念、新技术等方面改善涂料染色前处理工艺、提高整体染色效果,实现全流程的节能减排。论文分别从等离子体、超声波处理的时间、功率,染色及固色过程的温度、浓度、时间等条件探讨设备参数及工艺设计的调整范围;并通过元素含量、电镜、毛细效应、接触角、强力、红外光谱、上染率、色牢度等检测手段,对实验过程中的各种变量进行针对性分析,通过微观和实际效果为工艺优化提供依据,确定各阶段的反应趋势及最佳工艺路线。实验结果显示,等离子体能显著改善棉纱线的吸湿浸润性,提高纤维表面的粗糙程度,增大纤维的比表面积;经验证等离子体前处理工序能完全取代棉纱线的煮练环节。超声波能在不损害棉纤维强力的情况下进一步提高其吸湿浸润性、缩短改性时间,当600 W超声波辅助改性10 min时,染色效果较好。在超声波辅助涂料染色阶段,涂料与粘合剂的比例为1:1,染液温度控制在40~60℃,特别是50℃时,600 W超声波辅助染色的各项性能达到最大值。固色过程中,针对粘合剂KC-007,当粘合剂浓度为40 g/L,150℃焙烘3 min色牢度最好。