PANI/PET复合织物的制备及染色技术研究

论文摘要

为了解决涤纶织物因吸湿性差而极易产生静电的问题,开发涤纶抗静电织物显得格外重要。PANI/PET复合织物就是一种涤纶抗静电织物。该织物除了要有抗静电功能外,还需要有丰富的色彩,因此研究PANI/PET复合织物的制备及染色技术具有重要意义和应用价值。本文以涤纶织物为研究对象,采用液相原位聚合法,在涤纶织物表面形成聚苯胺高分子,并通过单因素分析和正交试验,确定了PANI/PET复合织物的最佳制备工艺,并分析其耐水性及断裂强力等性能指标。结果表明,PANI/PET复合织物最佳制备工艺为:苯胺单体浓度0.1mol/L、n[（NH4）2S2O8]:n（An）1:1、HCl浓度0.5mol/L、反应时间2h及反应温度20℃;经该最佳工艺制备的PANI/PET复合织物的半衰期为0.21s,抗静电性能良好;耐洗性较好,断裂强度比涤纶织物略有提高。通过SEM、FT-IR、TG及DSC等现代测试手段对PANI/PET复合织物的表面形态、化学结构及热学性能进行分析。结果表明:原位聚合沉积聚苯胺后的涤纶织物表面有连续的粒子层;这些粒子的化学结构为聚苯胺,聚苯胺粒子相互接触,形成静电通路而达到抗静电的目的;聚苯胺的加入减缓了涤纶织物的热降解,提高了热稳定性。通过单因素分析和正交试验,确定PANI/PET复合织物最佳染色工艺为:染料用量0.8-1%、pH值4.5、染色温度110℃、保温时间20min及浴比1:50。经该最佳工艺染色后,PANI/PET复合织物的半衰期约为1s、上染百分率≥90%、△E约为0.5、耐洗色牢度≥4级、干摩擦色牢度≥4级、湿摩擦色牢度≥3级、耐光色牢度为5-6级。通过对涤纶织物和PANI/PET复合织物分散染料高温高压染色法来研究其动力学和热力学。结果表明:与涤纶织物分散染料染色相比,分散染料对PANI/PET复合织物的上染速率常数下降、半染时间增加、扩散系数下降;分散染料在PANI/PET复合织物和染浴中的分配系数减小、亲和力和染色热下降、染色熵增加;在低浓度条件下,分散染料在PANI/PET复合织物上的吸附等温线类型基本符合Nernst型

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 导电高聚物的研究和开发现状
• 1.2.2 导电聚苯胺的研究进展
• 1.2.2.1 聚苯胺的化学结构
• 1.2.2.2 聚苯胺的导电原理
• 1.2.2.3 聚苯胺的制备
• 1.2.3 聚苯胺复合织物的研究现状
• 1.2.4 聚苯胺复合物在抗静电织物中的应用
• 1.2.5 聚苯胺抗静电织物染色技术的研究进展
• 1.3 课题的研究内容及创新点
• 1.3.1 课题的研究内容
• 1.3.2 课题的创新点
• 第二章 PANI/PET 复合织物的制备及性能表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验材料、药品及仪器
• 2.1.2 实验、测试及表征方法
• 2.1.2.1 实验方法
• 2.1.2.2 测试方法
• 2.1.2.3 表征方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 PANI/PET 复合织物制备工艺的单因素分析
• 2.2.1.1 苯胺浓度
• 2.2.1.2 过硫酸铵与苯胺的摩尔比
• 2.2.1.3 HCl 浓度
• 2.2.1.4 反应时间
• 2.2.1.5 反应温度
• 2.2.2 PANI/PET 复合织物制备工艺的正交试验及相关分析
• 2.2.3 PANI/PET 复合织物质量指标分析
• 2.2.4 PANI/PET 复合织物的表征
• 2.2.4.1 SEM 分析
• 2.2.4.2 FT-IR 分析
• 2.2.4.3 TG 热分析
• 2.2.4.4 DSC 分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 PANI/PET 复合织物分散染料染色工艺研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验材料、药品及仪器
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.2.1 染色工艺
• 3.1.2.2 正交试验
• 3.1.3 测试方法
• 3.1.3.1 上染百分率
• 3.1.3.2 半衰期
• 3.1.3.3 K/S 值和△E
• 3.1.3.4 耐洗色牢度
• 3.1.3.5 耐摩擦色牢度
• 3.1.3.6 耐光色牢度
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 PANI/PET 复合织物染色工艺的单因素分析
• 3.2.1.1 染料用量
• 3.2.1.2 pH 值
• 3.2.1.3 染色温度
• 3.2.1.4 保温时间
• 3.2.1.5 浴比
• 3.2.2 PANI/PET 复合织物染色工艺的正交试验及相关分析
• 3.2.3 PANI/PET 复合织物质量指标分析
• 3.2.3.1 K/S 值及△E
• 3.2.3.2 色牢度
• 3.3 本章小结
• 第四章 PANI/PET 复合织物分散染料染色机理探讨
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验材料、药品及仪器
• 4.1.2 实验及测试方法
• 4.1.2.1 分散染料的提纯
• 4.1.2.2 标准工作曲线的绘制
• 4.1.2.3 纤维上染料量的测定
• 4.1.2.4 上染扩散系数的测定
• 4.1.2.5 上染速率曲线的绘制
• 4.1.2.6 染色速率常数及半染时间的计算
• 4.1.2.7 吸附等温线的绘制
• 4.1.2.8 热力学参数的计算
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 分散染料标准工作曲线的绘制
• 4.2.2 PANI/PET 复合织物分散染料染色动力学
• 4.2.2.1 染色速率常数及半染时间
• 4.2.2.2 扩散系数
• 4.2.3 PANI/PET 复合织物分散染料染色热力学
• 4.2.3.1 吸附等温线
• 4.2.3.2 热力学参数
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 附录