分散红54在超临界CO2中对涤纶织物染色的共溶剂效应

论文摘要

超临界CO2染色技术具有染色时间短、效果好、低污染等传统水染工艺无法比拟的优点,是一种新型的“绿色”染色技术。染料在超临界CO2中的溶解度与染色效果有直接的关系,添加共溶剂可望改善染色的效果。本文选用乙醇和水作为共溶剂,在自行研制的超临界CO2染色装置中,采用分散红54分别在添加和未添加共溶剂的超临界CO2中对涤纶织物进行了染色实验,染色温度范围为70-120℃,压力范围为14-24 MPa。实验结果表明,采用分散红54在本实验装置中对涤纶染色60 min即可达到上染平衡。纯SCCO2体系中,分散红54在涤纶中的上染量随着温度的升高而增大。上染量随压力变化的趋势分两种情况:低温时,上染量随着压力的增加变化不大,温度较高时则随着压力升高而显著增大,22 MPa左右达到最大值。共溶剂对染色效果有着显著的影响。低温（70℃）添加共溶剂能有效提高染料在织物中的上染量,乙醇的效果要好于水。随着温度的升高,共溶剂效应逐渐减弱,高温（110℃）添加乙醇,上染量基本不再增加,添加水则反而降低染料的上染量。分散红54在织物与超临界CO2间的分配系数随着温度和压力的升高而增大。低温添加共溶剂有助于提高染料的分配系数,但随着温度的升高,共溶剂的存在将越来越有利于染料朝流体相分配,温度越高,分配系数下降的幅度越大。采用“卷层法”对超临界CO2和超临界CO2/共溶剂混合体系中染料在涤纶织物中的扩散情况进行了考察,并采用染色——扩散模型研究了染料在涤纶织物中扩散过程,发现温度升高,染料的上染速率和扩散速率均增加,但上染速率的增加幅度要大于扩散速率,从而导致染料向涤纶内部的扩散较浅。添加共溶剂将有助于染料在织物中的扩散。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 本文研究的内容
• 第二章 文献综述
• 2.1 超临界流体概述
• 2.1.1 超临界流体
• 2 性质'>2.1.2 超临界C0₂性质
• 2 染色介绍'>2.2 超临界C0₂染色介绍
• 2 染色原理'>2.2.1 超临界C0₂染色原理
• 2 染色工艺流程'>2.2.2 超临界C0₂染色工艺流程
• 2 染色研究进展'>2.3 超临界C0₂染色研究进展
• 2 染色工艺研究进展'>2.3.1 超临界C0₂染色工艺研究进展
• 2 染色设备研究进展'>2.3.2 超临界C0₂染色设备研究进展
• 2 染色热力学研究'>2.3.3 超临界C0₂染色热力学研究
• 2 染色动力学研究'>2.3.4 超临界 CO₂染色动力学研究
• 2.4 超临界染色中共溶剂效应的研究进展
• 2.5 本章小节
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验原料、药品与分析仪器
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 药剂
• 3.1.3 分析仪器
• 3.2 实验装置
• 3.3 实验步骤
• 3.3.1 染色实验
• 3.3.2 扩散实验
• 3.4 实验结果分析
• 3.4.1 分析方法
• 3.4.2 分析步骤
• 第四章 染色结果与讨论
• 4.1 染色时间的确定
• 4.2 染色实验结果
• 2 中的染色实验结果'>4.2.1 分散红54 在纯SCC0₂中的染色实验结果
• 2/共溶剂混合体系中的染色实验结果'>4.2.2 分散红54 在SCC0₂/共溶剂混合体系中的染色实验结果
• 4.3 实验结果分析
• 4.3.1 染色温度的影响
• 4.3.2 染色压力的影响
• 4.3.3 共溶剂效应
• 4.3.4 共溶剂添加量的影响
• 4.4 本章小节
• 2间的分配'>第五章 染料在织物与SCC0₂间的分配
• 5.1 染料溶解度数据的关联和内插
• 5.1.1 溶解度测定结果
• 5.1.2 溶解度数据关联和内插
• 2 间的分配性'>5.2 染料在纤维和超临界C0₂间的分配性
• 5.3 本章小结
• 第六章 染料在织物中的扩散
• 6.1 扩散实验结果
• 2 体系中的扩散实验结果'>6.2.1 纯SCC0₂体系中的扩散实验结果
• 2/乙醇混合体系中的扩散实验结果'>6.2.2 SCC0₂/乙醇混合体系中的扩散实验结果
• 2/水混合体系中的扩散实验结果'>6.2.3 SCC0₂/水混合体系中的扩散实验结果
• 6.2 扩散模型的比较
• 6.3 共溶剂对扩散的影响
• 6.4 本章小节
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• i+1|_<sub>)/（C_i|_<sub>）和ζ的关系表'>附录(C_i+1|_<sub>)/（C_i|_<sub>）和ζ的关系表
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录