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《浙江理工大学》 2012年
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涤纶纤维以D5为介质的分散染料非水染色研究

李深正  
【摘要】:涤纶纤维的染色通常在水中进行。染色时分散染料借助大量分散剂以悬浮体状态稳定分散在体系中,在高温下完成染色过程。染色完成后染浴中会残留部分染料和大量的分散剂,随着废水排放对环境造成严重的污染。因此,改进涤纶的染色工艺,减少污染物排放是涤纶染色研究的重要课题。其中无水或少水染色技术的研究和开发一直是该领域的研究热点。 本文采用新型环保的D5代替水作为染色介质,研究分散染料对涤纶的染色技术。相对水来说,D5对分散染料有一定的溶解和分散能力,在不添加分散剂的情况下使用纯分散染料就能对涤纶染色,染色后的D5可以回收利用,有望大幅度减少染色污染物的排放。 在染色过程中,在D5介质中加入少量小分子膨化剂X可以明显的提高分散染料的染色性能,该膨化剂无色无味无毒,对环境无害。在此基本工艺条件下,通过单因素实验和正交实验,优选出分散兰183和分散橙29在D5介质中的较佳的染色工艺。分散兰183染色的较佳工艺条件为:纯染料用量0.8%(o.w.f),布样重1g,膨化剂X用量2.5%(o.w.D5),温度130℃,浴比1:20,染色时间60min;分散橙29染色的较佳工艺条件为:纯染料用量0.8%(o.w.f),布样重1g,温度120℃,膨化剂X用量2.5%(o.w.D5),浴比1:20,染色时间60min。优化后的工艺可以达到与常规高温高压水浴染色相近的效果。 通过分光光度计对D5介质中分散染料的最大吸收波长和吸光值进行测定,并与水介质中的对比,结果发现D5介质对分散染料的色光没有影响,分散染料在D5中的溶解度也比在水中要高;对分散染料在D5和水介质中的Zeta电位进行测定分析,结果显示分散染料在D5介质中的分散稳定性要明显好于水中。 采用红外光谱、Tg、X-射线衍射仪、DSC以及强力测试对D5处理过的涤纶纤维进行分析,结果发现:D5对纤维的化学结构没有影响;在D5中染色的纤维热稳定性提高;经过D5、水处理的纤维和原样在X衍射峰的位置、半峰宽、晶面间距、晶粒尺寸存在的差异很小,说明D5的作用不会改变纤维结晶结构;对纤维的熔融峰温度,熔融热焓,结晶度进行测定,发现经过D5处理的纤维熔融温度比原样要高,结晶度也比原样高;D5对纤维的机械性能没有影响。 通过绘制上染速率曲线,测定了分散染料在D5和水中扩散系数,扩散活化能。在D5介质中,染料在纤维中的表观扩散系数随着温度的升高逐渐增大,并且在相同的温度条件下,分散染料在D5中的扩散系数要高于水中;分散染料在D5中扩散活化能ED5为136.65J/mol,在水中扩散活化能E 水为156.34J/mol。 通过绘制吸附等温线,计算出分散染料在D5中120℃和130℃条件下的分配系数K分别为23.428和30.012。由测得分配系数可计算出各种热力学参数。120℃温度条件下,分散染料在D5中染色亲和力为-10.305kJ/mol;130℃温度条件下,分散染料在D5中染色亲和力为-11.397kJ/mol;分散染料在D5中的染色热为-32.611kJ/mol,染色熵为0.1092kJ/K mol。
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TS193.638

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