【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ............................................... 24 載體的量不同對(duì)分散染料上染率的影響 ........................................... 25 載體對(duì)分散染料提升性能的影響 ....................................................... 25 載體對(duì)分散染料拼色性能的影響 ....................................................... 26 載體染色最佳工藝的確定 .......................................................................... 27 染色溫度的確定 ................................................................................... 27 保溫時(shí)間的確定 ................................................................................... 28 載體用量的確定 ................................................................................... 28 載體對(duì)織物染色性能的影響 ...................................................................... 29 載體對(duì)分散染料染深性的影響 ........................................................... 29 載體對(duì)移染性和勻染性的影響 ........................................................... 29 載體 對(duì)染色織物表面深度及顏色特征的影響 ................................... 30 載體染色滌綸織物的色牢度 ............................................................... 31 第五章 結(jié)論 ....................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 33 附 錄 ............................................................................................. 35 謝 辭 ............................................................................................. 49 前 言 早在 1941年 ,由英國(guó)人 Whinifield和 Dickson等人研制的滌綸纖維就已問(wèn)世。近幾年聚酯纖維工業(yè)發(fā)展穩(wěn)定 ,我國(guó) 60年代末開(kāi)始小批量生產(chǎn)滌綸 ,1970年產(chǎn)量只有 1300噸 ,1980年突破 10萬(wàn)噸 ,1990年達(dá)到 100萬(wàn)噸 ,1996年突破 200萬(wàn)噸 ,滌綸產(chǎn)量位居世界第二位。 2022年 1月到 3月 ,僅我國(guó)年銷(xiāo)售收入 500萬(wàn)元以上規(guī)模紡織企業(yè)累計(jì)生產(chǎn)滌綸纖維 ,同比增長(zhǎng) %,2022年 17月 ,我國(guó)累計(jì)出口滌綸短纖 萬(wàn)噸 ,同比增長(zhǎng) %。到 2022 年 ,紡織纖維原料中棉花比重將下降到 30%,羊毛下降到 2%,而合成纖維尤其是聚酯纖維仍將以較快的速度發(fā)展 ,聚酯在紡織纖維總量中的比重可能繼續(xù)提高。但是 ,滌綸對(duì)染色的條件要求較高 ,需采用高溫高壓法 (120℃ 130℃ )或熱溶法 (180℃ 220℃ )染色 ,原因在于滌綸纖維是疏水性的合成纖維 ,滌綸分子結(jié)構(gòu)中缺少像纖維素或蛋白質(zhì)纖維那樣的能和染料發(fā)生結(jié)合的活性基團(tuán) ,滌綸結(jié)晶度高，分子排列得比較緊密 ,只有在高溫條件下 ,纖維分子鏈運(yùn)動(dòng)加劇 ,形成較大的空隙 ,染料分子才能進(jìn)入到纖維的內(nèi)部。高溫高壓染色不僅浪費(fèi)了能源 ,增加了成本 ,也給滌綸混紡纖維 的染色帶來(lái)技術(shù)上的困難。 因此 ,研究如何降低滌綸纖維染色溫度和壓強(qiáng)就成了印染企業(yè)當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。現(xiàn)在涉及到的是低溫染色助劑染色，有機(jī)溶劑染色，散染料堿性染色，臨界 CO2流體染色，超聲波染色等方法。本課題從低溫染色助劑方向進(jìn)行研究 ,著重研究丁二酸二甲酯作為染色載體的各項(xiàng)性能。本文將探討載體染色工藝參數(shù) ,從而確定載體染色最佳工藝條件 。研究載體對(duì)分散染料升溫上染速率曲線(xiàn)、恒溫上染速率曲線(xiàn)、提升性、勻染性及各項(xiàng)色牢度等染色性能的影響 ,考察載體的應(yīng)用性能 ,測(cè)定載體對(duì)分散染料增溶作用 ,分析載體染色后滌綸纖維物 化性能 ,初步探討此類(lèi)載體的作用機(jī)理。 天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)論文 1 第一章 緒論 早在 1941 年 ,由英國(guó)人 Whinifield 和 Dickson 等人研制的滌綸纖維就已問(wèn)世。194 1953 年分別在英國(guó)、美國(guó)相續(xù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。滌綸纖維上市后 ,憑借其優(yōu)異的性能 ,產(chǎn)量急劇上升。 1996 年 ,世界紡織纖維產(chǎn)量為 4200 萬(wàn)噸 ,其中合成纖維產(chǎn)量為 1900萬(wàn)噸 ,超過(guò)棉纖維的產(chǎn)量 ,滌綸纖維超過(guò) 1200萬(wàn)噸 [1],占世界合成纖維的總產(chǎn)量的 2/3,滌綸纖維成為紡織工業(yè)中極為重要的原材料。近幾年世界聚酯纖維工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展 ,1998 年產(chǎn)量達(dá)到 萬(wàn)噸。雖然滌綸纖維是大品種合成纖維中發(fā)展較晚的一種產(chǎn)品 ,但其發(fā)展速度很快 ,在化學(xué)纖維中居遙遙領(lǐng)先的地位。 半個(gè)世紀(jì)以來(lái) ,石油化工和高分子合成技術(shù)的發(fā)展 ,為合成纖維的大規(guī)模工作生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。合成纖維物美價(jià)廉 ,受到人們的青睞 ,尤其是滌綸纖維制品在市場(chǎng)上經(jīng)久不衰。但隨著人們生活水平和對(duì)穿著服飾要求的提高 ,滌綸纖維不足之處也日益顯露 ,如滌綸纖維制品不如羊毛織物柔軟、豐滿(mǎn)、富有彈性 ,又不如絲綢那樣柔美、華麗、飄逸 ,還不具備棉纖維織物吸濕排汗的特點(diǎn)。人們返璞歸真的追求 ,又重新熱衷于羊毛、真絲和棉織品 ,但天然羊毛、蠶絲的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要 ,因此 ,滌綸纖維向仿真絲、仿毛、仿麻方向發(fā)展 ,進(jìn)而達(dá)到滌綸仿真、超真的新水平 ,使滌綸織物給人們一種耳目一新的感覺(jué)。 滌綸仿真纖維的發(fā)展經(jīng)歷了 3 個(gè)階段。 19601971 年是開(kāi)始注重纖維截面仿 真的時(shí)期。模仿蠶絲三角形截面形狀 ,制成異形纖維 。模仿羊毛的雙側(cè)結(jié)構(gòu) ,制成立體卷曲的復(fù)合纖維。這些纖維的出現(xiàn)改變了圓形纖維織物平滑、呆板的外觀(guān)。與此同時(shí) ,滌綸織物采用堿減量處理工藝 ,可提高織物 的柔軟性和懸垂性 ,使其具有真絲面料的風(fēng)格。 19711975 年是仿真絲的前期。為了使合纖擁有蠶絲般的纖細(xì)感 ,細(xì)旦、超細(xì)旦纖維相續(xù)面世 。異收縮纖維的開(kāi)發(fā)賦予了合纖蓬松性和柔軟感。 1976年后是仿真絲的后期 ,為了使滌綸織物外觀(guān)更自然 ,改變其特有的均質(zhì)形態(tài) ,纖維生產(chǎn)者開(kāi)發(fā)了多溝槽纖維、不定形纖維、花色纖維等新型纖維。同時(shí) ,織物結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、部分溶解技術(shù)的使用使仿真絲織物的光澤、手感、外觀(guān)等效果更加逼真。 80年代后期以來(lái)的新合纖時(shí)期是仿真發(fā)展階段的高潮時(shí)期。這種新合纖將高分子化學(xué)改性的最新成果和合纖加工的最新技術(shù)結(jié)合 起來(lái) ,使合纖產(chǎn)生超天然的優(yōu)越特征[2]。 近年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)和國(guó)內(nèi)居民消費(fèi)能力的不斷提高，國(guó)內(nèi)滌綸纖維的需求量也不斷增長(zhǎng)。中國(guó)滌綸纖維產(chǎn)能以驚人的速度增長(zhǎng)著，使得中國(guó)逐漸發(fā)展成為世界滌綸類(lèi)產(chǎn)品的重要加工基地，并成為世界滌綸纖維產(chǎn)量最大的國(guó)家 ， 因此滌綸行業(yè)還有很大的開(kāi)發(fā)潛力。 天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)論文 2 我國(guó)分散染料的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn) 我國(guó)分散染料的發(fā)展主要呈現(xiàn)如下特點(diǎn) : (1)品種齊全：目前我國(guó)生產(chǎn)的分散染料品種類(lèi)型比較齊全 ,有高能型、中能型、低能型、含羧酸酯基類(lèi)型、快速染色型和熒光型等 ,品種超過(guò) 150 個(gè)。國(guó)外生產(chǎn)的分散染料主要大噸位品種 ,我國(guó)幾乎都有生產(chǎn) ,而且分散染料商品劑型多樣化 ,有顆粒狀、粉狀和液狀等 。其染料強(qiáng)度則趨向多元化 ,有 100 %、 150 %、 200 %、 300%等。目前年產(chǎn)量超過(guò)千噸的分散染料品種已有近 30 個(gè) ,超過(guò)萬(wàn)噸的分散染料品種有7 個(gè) ,即分散深藍(lán) HGL、分散藍(lán) EXSF 300%、分散紅玉 S2GFL、分散黃棕 S2RFL、分散紅 3B/FB、分散藍(lán) 2BLN 和分散黑 EXSF 300 %。 (2)出口發(fā)展迅速：在我國(guó)出口的染料中 ,以分散染料的數(shù)量最多。 2022 年出口量達(dá) 9. 63萬(wàn)噸 ,占我國(guó)染料出口總量的 42. 5%。出口創(chuàng)匯接近 2. 47億美元 ,占我國(guó)染料出口創(chuàng)匯的 38. 2%,直接出口的國(guó)家和地區(qū)達(dá) 75 個(gè)。 2022 年出口的分散染料品種超過(guò) 80 個(gè) ,占我國(guó)分散染料生產(chǎn)品種約 55 %。所以 ,分散染料是我國(guó)出口量、出口創(chuàng)匯和出口品種最大的染料類(lèi)別。 (3)生產(chǎn)相對(duì)集中：我國(guó)分散染料的生產(chǎn)企業(yè)雖有 100 多家 ,但主要集中在浙 江省 ,其中浙江龍盛集團(tuán)股份有限公司、浙江閏土化工集團(tuán)公司和杭州吉華化工有限公司 3 家企業(yè)的年產(chǎn)量超過(guò)了 25 萬(wàn)噸 ,占我國(guó)分散染料產(chǎn)量的 75 %以上 ,基本上控制著我國(guó)分散染料的 市場(chǎng)。 發(fā)展趨勢(shì) 由于新型纖維 (如超細(xì)滌綸纖維、玉米纖維、 PTT 纖維、 T400 纖維和差別化滌綸纖維等 )、混紡交織物 (如 PES/PA、 PES/Elastof、 PES/Cell 等 )、印染工藝和設(shè)備性能等發(fā)展 ,要求分散染料不僅在數(shù)量上 ,更重要的是在質(zhì)量和品種上要有更大的改進(jìn)。我國(guó)分散染料品種和質(zhì)量的研究和發(fā)展重點(diǎn)將集中在下列幾個(gè)方面：滌綸超細(xì)纖維用分散染料的提升力和牢度；織物的牢度性能要求；高耐光牢度的新型分散染料；新型高性能分散染料；適用于 PES/PA 等混紡織物染色的新型分散染料；研究和開(kāi)發(fā)適用于新型紡織纖 維染色的分散染料；研究和開(kāi)發(fā)節(jié)能型分散染料；深入研究和完善商品化技術(shù)、提高現(xiàn)有分散染料質(zhì)量；使用高新技術(shù)和清潔工藝 ,提高分散染料的精細(xì)化水平。 載體的發(fā)展 1950 年 ,Waters 首次用“載體”來(lái)定義在滌綸染色過(guò)程中對(duì)分散染料具有促進(jìn) 上染率作用的化合物 ,隨后 ,眾多學(xué)者陸續(xù)對(duì)染色載體開(kāi)始研究。 天津工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)論文 3 苯酚及苯衍生物類(lèi)載體是較早出現(xiàn)的一批載體 ,苯酚衍生物和苯環(huán)取代物都是小分子化合物 ,在染浴中 ,這些小分子化合物很容易擴(kuò)散到纖維無(wú)定型區(qū) ,增大纖維的自由體積 ,起到增塑劑的作用 ,因此 ,這類(lèi)化合物可以用做染色載體。 Roberts[3]等人對(duì)不同化學(xué)結(jié)構(gòu)載體在高溫高壓和沸染工藝染色中的作用進(jìn)行了研究 ,發(fā)現(xiàn)鄰苯基苯酚和甲苯在沸染工藝中 ,可顯著提高染料的上染量 ,但在高溫條件下的均染性不好 。丁基苯甲酸鈉、苯基苯甲酸鈉用作染色載體時(shí) ,對(duì)染料上染量提高不大 ,但是一種較好的高溫均染劑 。同時(shí)他們還發(fā)現(xiàn)聯(lián)苯既是一種良好的高溫均染劑又可在載體染色時(shí)提高上染量。 滌綸纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯 ,屬于典型的酯類(lèi)化合物。根據(jù)相似相溶原理 ,酯類(lèi)化合物對(duì)滌綸有增塑、膨化作用 ,有利于分散染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散 ,有較好的促染作用 ,因此我國(guó)學(xué)者研究 了眾多酯類(lèi)化合物或其復(fù)配物對(duì)滌綸纖維染色性能的影響 ,但能將載體具體結(jié)構(gòu)公開(kāi)的產(chǎn)品較少。紀(jì)佩珍 [4]指出酯類(lèi)化合物助染劑 SD,不僅能提高分散染料的上染率 ,而且織物色澤鮮艷、勻染性、滲透性好、無(wú)毒、易于洗除、使用方便 ,但這種助染劑對(duì)染料的選擇性強(qiáng)。紀(jì)晉敏 [5]等研制的助劑 SJ 是酯類(lèi)有機(jī)化合物與醚類(lèi)等多種有機(jī)物的復(fù)配物 ,既對(duì)纖維起增塑作用 ,又對(duì)染料有增溶作用 ,在較低的染色溫度下 ,仍有較高的上染速率 ,對(duì)低溫染色有一定的適用性。劉玉莉 [6]等人研究了復(fù)配的有機(jī)羥基化合物和有機(jī)酯化物對(duì)滌綸微細(xì)纖維染色的影響 ,通過(guò)對(duì)比 ,發(fā)現(xiàn)酯類(lèi)載體對(duì)滌綸纖維染色效果優(yōu)于有機(jī)羥基類(lèi)化合物 ,應(yīng)用此類(lèi)載體可在常壓 100℃ 的條件下上染滌綸微細(xì)纖維。祁珍明等人 [7]研制了一種 酯 類(lèi)化合物 DIE,通過(guò)研究這種載體對(duì)常規(guī)滌綸織物分散染料的上染速率曲線(xiàn)、恒溫上染速率曲線(xiàn)的影響來(lái)看 ,此載體的促染作用比冬青油緩和 ,有利于勻染 ,載體對(duì)染料的提升性好 ,有利于染深色產(chǎn)品 ,且最佳用量?jī)H為 1g/L,但載體 DIE 分子較大 ,低溫條件下促染作用不明顯 ,只有在較高的溫度下載體 DIE 才能進(jìn)入纖維 ,對(duì)纖維起增塑作用。楊軍 [8]等人以有機(jī)羧酸和多元醇為原料合成了一種化合物 ,將所得的化 合物與其它表面活性劑復(fù)配得到一種新型載體 ZTECO,載體 ZTECO 對(duì)滌綸的增深、膨化作用好 ,可能使滌綸在常壓、 100℃ 條件下染色 ,對(duì)染料的各項(xiàng)牢度和色光無(wú)不良影響 ,是一種較好的載體。 除 酯 類(lèi)載體