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香港理工大学晋江技术创新研究院纺织服饰科技研究所王小丽论文《Pretreatment-free inkjet printing of cotton fabric using a reactive dye ink with a thermo-responsive pH buffer system》在国际知名研究期刊《Dyes and Pigments》上发表。
《Dyes and Pigments》是一本由Elsevier出版的国际学术期刊，专注于染料、颜料及其中间体的化学与物理科学的基础研究。该期刊主要涉及染料分子设计合成、光谱特性、溶液与固态行为、晶体工程及光化学性质等方向，在纺织领域，该刊是着色剂基础研究的重要学术平台，涉及棉、毛、丝、麻及合成纤维的染色与印花机理、染料与纤维间的相互作用、新型纺织着色剂的分子设计与开发等方向，在纺织学科中具有较高的学术认可度。本次论文发表，充分凸显香港理工大学晋江技术创新研究院的前沿科研实力与学术影响力。
传统活性染料数码印花存在天然工艺矛盾：墨水储存、压电打印必须维持弱酸性环境，可活性染料与棉纤维共价结合又需碱性条件。为解决该冲突，行业普遍采用面料预处理工艺，需依次完成药剂调配、浸轧、烘干多道工序，不仅拉长生产周期，还大量消耗水、电、化工原料，产生高盐难处理印染废水。
本研究开发一种基于羟丙基甲基纤维素（HPMC）和乙酸钠/乙酸（NaAc/HAC）温敏型pH缓冲体系的活性染料墨水，使墨水在室温下保持弱酸性以保证喷射稳定性，在汽蒸过程中自动转为碱性以满足固色需求，从而实现棉织物的免预处理喷墨印花。
创新亮点：
HPMC + 温敏 pH 缓冲双协同体系
团队创新性将羟丙基甲基纤维素（HPMC）与乙酸钠 / 乙酸（NaAc/HAc）复配，打造一体化功能性墨水，一次性攻克行业两大技术难题
20℃至 80℃区间，墨水稳定维持弱酸性（ pH4.45~4.58），染料分散均匀，长期存放不沉淀；汽蒸后，质子化的缓冲剂被选择性去除，残留的NaAc使溶液呈弱碱性，营造染料固色所需碱性环境。
少量HPMC的添加对溶液粘度影响可忽略。依靠两亲性结构吸附棉纤维表面，借助氢键、空间位阻锁住染料，这些效应显著降低了墨水渗透率并提高了图像清晰度
成功调配青、品、黄、黑（CMYK）四色完整商用墨水，无有毒阳离子助剂，对比聚乙烯亚胺类墨水，储存稳定性、织物穿戴安全性全面提升。
研究设置三组平行对照试验：无预处理商用墨水（对照组）、预处理商用墨水（传统工艺）、本研究新型免预处理墨水，多项核心性能达到传统工艺同等水准：
打印性能稳定可靠：含5wt% NaAc的墨水与不含NaAc的墨水均能形成规整的单液滴，无卫星液滴产生，喷嘴无堵塞现象，结果表明NaAc的添加不影响墨水原有的优异喷射性能。
上色效果优异，无偏色问题：随着NaAc浓度从0增至5 wt%，四种颜色图像正反面的K/S值均显著提升，色度图显示颜色从浅色调向深色调推移，但未发生色相偏移，表明NaAc的加入可有效增强染料墨水的着色性能，且不影响色调。
色牢度满足服饰标准：成品干湿摩擦牢度稳定≥4 级，汽蒸水洗后固色率与传统预处理工艺基本持平，图案线条清晰、边缘无晕染扩散。
机理分析与工艺优势
作用机理：HPMC 具备三重核心功能：
低浓度下不会改变墨水整体粘度，保障压电打印规整液滴形态；
凭借两亲特性吸附在亲水棉纤维表层，降低纤维表面能，有效约束墨滴铺展扩散；
羟基与水分子氢键结合，减少自由水含量，抑制汽蒸过程中染料的扩散迁移。
搭配 NaAc/HAC 缓冲体系，汽蒸过程中乙酸挥发脱除，原位生成碱性微环境，满足活性染料固色条件。两类组分协同发力，无需面料预处理，即可实现高品质棉织物喷墨印花。
应用前景：
精简全生产链路，赋能纺织低碳升级
传统完整印花流程：预处理药剂配制→面料浸轧涂层→烘干→喷墨印花→汽蒸→水洗；新型墨水简化流程：原布直接喷墨印花→汽蒸→水洗。
新技术省去全套预处理工序，可大幅削减设备、人工、水电及化工原料投入，从源头降低印染废水产生量，高度契合纺织行业清洁生产与“双碳”发展导向。该墨水配方适用于各类棉针织面料，工艺适配性良好，为数码印花企业提供了低成本、低污染的全新绿色生产解决方案。该技术工艺简洁、经济可行，在保障印花品质的同时显著降低综合运行成本，具有显著的产业应用价值与推广前景。
该研究搭建 HPMC 复合温敏 pH 缓冲活性墨水体系，无需棉织物预处理即可完成高品质数码印花，完美调和墨水储存弱酸性、高温固色碱性的核心矛盾。在色彩深度、成像清晰度、耐磨牢度上对标成熟传统工艺，同时解决现有免预处理墨水毒性高、稳定性差的短板。为纺织印染低碳转型升级提供原创可行技术方案，有力体现香港理工大学晋江技术创新研究院在纺织化学与清洁染整工程领域的创新科研水平。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2026.114083
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