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聚乳酸纤维织物染色性能研究

傅忠君  
【摘要】: 通过研究聚乳酸纤维织物染色性能,探讨染色机理,提出染料在纤维上形成坏柱式染料扩散浓度梯度假设,应用菲克第二定律推出染色动力学数学模型及具有物理意义的K和M参数,可直观地反映染料亲和力和扩散系数;研究影响染料上染速率温度、pH值、电解质浓度、助剂等因素影响。 研究了分散染料的溶解度,测定了染液吸光度变化,对照标准曲线测出待测样品染料溶液浓度,计算了染料C.I.分散红74等16种染料染液的上染百分率。对分散染料的分散稳定因素作了系列化研究。测定了染料颗粒重量平均粒径Dw,重量比表面积Sw。通过研究加入助剂前后染料分散稳定性,证明助剂对分散染料染色具有增溶稳定作用。 通过研究聚乳酸纤维/棉混纺漂白处理工艺技术,制定了分散染料染聚乳酸纤维及混纺面料染色工艺曲线,确定并优化了染色前处理、染色及还原清洗工艺。研究了退煮漂一浴一步法对聚乳酸/棉混纺织物进行染前处理工艺条件。 应用JL9200激光粒度仪,测试进口Dytar Dianix嫩黄XF染料平均粒径约为0.85μm,染料颗粒粒径分布服从正态分布,粒径平均小于0.98μm的染料颗粒约占85%。对比三种国产染料的粒径测试发现都在1.6μm以上,累积平均粒径基本在Dav=8-10μm之间,是进口染料9倍,且分布不均匀。通过研究分散染料粒径与染色性能关系,选取了球磨工艺条件:得到均匀稳定分散染料液体。用研磨改进细度后染料染色,上色率平均提高10%以上。 通过DSC分析,经过实验测试所选聚乳酸纤维玻璃化转变温度为71.30℃左右,在161.21℃与168.68℃处分别存在较大吸收峰,说明在纤维内部存在两种结晶状态。所选C.I.分散蓝56对聚乳酸纤维的上色率最低,C.I.分散红74上色出现了上色率先降低后上升,再降低的过程。差热分析显示聚乳酸纤维耐热性较差,温度接近158℃时发生熔融,在染色后加工时需避免高温处理,以防纤维性能损伤。 通过研究C.I.分散红74对PLA纤维染色上染百分率、半染时间、表观扩散系数影响,验证了用Hill公式计算与试验结果一致性;研究PLA纤维在助剂影响下染色热力学和动力学;测定了染料对聚乳酸在不同染色时间下的扩散系数D,绘制了染色速率曲线和吸附等温线;在不同染色条件下研究PLA纤维染色热力学参数,测得了PLA纤维的有效吸附体积,计算了染色亲和力、染色热和染色熵。


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