分散染料結(jié)構(gòu)對(duì)滌綸超臨界CO2染色的影響.pdf

1、傳統(tǒng)的紡織品染整是一種以水為介質(zhì)的濕法加工，能源及染料的消耗十分巨大并帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。上世紀(jì)后期出現(xiàn)的超臨界流體（超臨界CO2）染色技術(shù)以環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源為目標(biāo)，引起世界各國科學(xué)家的極大興趣。與傳統(tǒng)的染色方法相比，超臨界CO2流體染色具有以下優(yōu)點(diǎn)：染色時(shí)不需要其它助劑，染料可全部回收并重復(fù)利用。染色后不需要還原清洗和干燥，節(jié)省能源且縮短染色周期；勻染、透染性和染色重現(xiàn)性好；染色過程不用水，徹底消除染色廢水的產(chǎn)生，是一種理想的清

2、潔工藝。
　　 分散染料在超臨界CO2中的溶解度，對(duì)于染料的選擇和加工過程中溫度和壓力的優(yōu)化至關(guān)重要。本文研究了超臨界CO2流體溫度、壓力以及染料結(jié)構(gòu)對(duì)染料溶解度的影響規(guī)律，并采用經(jīng)驗(yàn)方程進(jìn)行相關(guān)分析。恒溫下，分散染料在超臨界CO2中的溶解度隨著壓力的提高而增大；溫度對(duì)染料溶解度的影響存在兩種競爭效應(yīng)。本文研究的六種分散染料在393 K，20MPa的超臨界CO2流體中溶解度的大小與染料的溶解度參數(shù)有關(guān)。建立在締合理論基礎(chǔ)上的Ch

3、rastil方程在實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)能較好地應(yīng)用到分散紅60在超臨界CO2介質(zhì)中溶解度的計(jì)算，相關(guān)系數(shù)均大于0.99。393 K、不同壓力條件下和20MPa、不同溫度條件下染料在超臨界CO2中的溶解度與滌綸織物上染率的關(guān)系表明，滌綸纖維上的染料量均隨著溶解度的提高而增加，二者基本呈線性關(guān)系，該結(jié)果說明分散染料在超臨界CO2中對(duì)滌綸織物染色仍然遵循Nernst型機(jī)理。
　　 討論了超臨界CO2流體的流速對(duì)滌綸織物上染性能、染色均勻性的

4、影響。實(shí)驗(yàn)表明，用分散紅60在393K，20MPa的超臨界CO2中對(duì)滌綸織物染色90min時(shí)，達(dá)到穩(wěn)定的上染量所需要的流速為100kg/h，且織物染色比較均勻。染料顆粒大小對(duì)染料在超臨界CO2中的溶解度和上染性能有一定的影響。小顆粒染料的溶解度以及染色織物的K/S值均大于大顆粒染料。
　　 考察了分散染料結(jié)構(gòu)類型對(duì)滌綸超臨界CO2上染性能的影響，同時(shí)與滌綸織物傳統(tǒng)水介質(zhì)高溫高壓染色進(jìn)行比較，從而獲得適用于超臨界CO2流體滌綸染色

5、的分散染料的結(jié)構(gòu)特征。研究結(jié)果表明，超臨界CO2流體染色時(shí)，分散染料在滌綸織物上的上染率由二個(gè)因素同時(shí)起作用，一個(gè)因素是染料和纖維的相容性，可由溶解度參數(shù)來考核；另一個(gè)因素是染料分子的大小和形狀，小分子的和空間位阻小的分散染料有利于超臨界CO2流體染色。同一染色溫度下，六只分散染料在水介質(zhì)中對(duì)滌綸織物的上染量高于超臨界CO2流體染色。以超臨界CO2為介質(zhì)用分散染料染滌綸，可以達(dá)到與水介質(zhì)染色同樣的皂洗牢度和日曬牢度，而摩擦牢度則比水介質(zhì)

6、染色低0.5-1級(jí)。
　　 通過研究分散染料在纖維和超臨界CO2之間的分配，并與水介質(zhì)染色進(jìn)行比較，利用從熱力學(xué)的平衡推導(dǎo)出來的方程解釋了超臨界CO2介質(zhì)中染料的平衡上染量對(duì)溫度和壓力的依存性。超臨界CO2介質(zhì)中，由染料的平衡上染量和溶解度計(jì)算得到的分配系數(shù)在600-3000之間，且分配系數(shù)隨著溫度和壓力的變化而不同。染料在纖維和超臨界CO2中分配系數(shù)強(qiáng)烈依賴于CO2的密度，恒溫或恒壓條件下，分配系數(shù)均隨著CO2密度的增加而減小