滌綸環(huán)保型載體的染色性能研究-畢業(yè)論文

1、天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文滌綸環(huán)保型載體的染色性能研究天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書題目滌綸環(huán)保型載體的染色性能研究學(xué)生姓名學(xué)院名稱紡織學(xué)院專業(yè)班級輕化工程課題類型實際課題課題意義目前滌綸染色米用的咼溫咼壓法和熱熔法染色溫度咼、能耗大，不適合羊毛、蠶絲、醋纖與滌綸纖維混紡織物的染色；而載體染色法，工藝簡單、 操作方便、對設(shè)備要求低，并能實現(xiàn)滌綸常壓低溫染色。早期常使用的載 體，如冬青油、苯基苯酚、氯苯等，毒性大、氣味重、生物降解性差、難脫 載，使得染色織物帶有一疋的異味，在應(yīng)用上受到很大的限制，因此研究無 毒環(huán)保的載體是滌綸染色工藝的發(fā)展趨勢之一。任務(wù)與進(jìn) 度要求3.14-3.25查閱文獻(xiàn)，實驗方案，擬

2、訂準(zhǔn)備實驗3.26-4.19環(huán)保滌綸低溫助劑制備5.10載體對染色性能影響的研究5.11-5.20最佳染色工藝確定及染色性能評價6.6整理實驗數(shù)據(jù)并分析結(jié)果，撰寫論文主要參考 文獻(xiàn)祁珍明，何瑾馨.新型滌綸染色載體對常規(guī)滌綸織物染色的影響J1.山西紡織，2001(3):30 34.Nechwatal A.The Carrier Effeet in the m-Anunide Fiber/Cationie Dye/BenzylAleohol SystemJ.Textile Researeh Joumal,1999,69(9):635-641.楊軍,劉擁君，劉方，等.滌綸新型染色載體的開發(fā)和應(yīng)用性能

3、研究J.新工藝新產(chǎn)品,2003(3):34-38.Moore R.A.F,Weigmann H.D.Dyeability of Nomex Aramid YarnJ.TextileReseareh Joumal,1986,56(4):254-260.馬正升，宋心遠(yuǎn).SML染色載體對滌綸微細(xì)纖維染色的影響J.印染助劑，2000,7(2):7-10.起止日期2013.3.14-2013.6.6備注院長 教研室主任 指導(dǎo)教師畢業(yè)論文開題報告表2013年3月15 日姓名李釗學(xué)院紡織學(xué)院專業(yè)輕化工程班級輕化094題目滌綸環(huán)保型載體的染色性能研究指導(dǎo)教師吳贊敏一、與本課題有關(guān)的國內(nèi)外研究情況、課題研究的主

4、要內(nèi)容、目的和意義：目前的新型助劑都是在綠色環(huán)保的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究的，研究原理是利用助劑對染料的增溶、助溶作用和對纖維的增塑、膨化作用，降低滌綸纖維的結(jié)晶度，增大纖 維的自由體積，降低滌綸纖維的玻璃化溫度，加快染料的擴(kuò)散速率，從而達(dá)到降低染 色溫度的目的。我國學(xué)者研究了眾多酯類化合物或其復(fù)配物對滌綸纖維染色性能的 影響，如紀(jì)晉敏等研制的助劑SJ是酯類有機(jī)化合物與醚類等多種有機(jī)物的復(fù)配物， 既對纖維起增塑作用，又對染料有增溶作用，在較低的溫度下染色，仍有較高的上染 速率,對低溫染色有一定的適用性。本課題著重研究丁二酸二丁酯作為染色載體的各項性能，如對分散染料提升 性、勻染性；探討載體染色工藝參數(shù)，

5、從而確定載體染色最佳工藝條件；分析載體 染色后滌綸纖維物化性能及各項色牢度等染色性能的影響，初步探討此類載體的作 用機(jī)理。本課題旨在研究出一種環(huán)保的染色助劑， 達(dá)到節(jié)能減排、綠色環(huán)保的效果， 減輕污染，緩解印染行業(yè)的環(huán)保壓力。二、進(jìn)度及預(yù)期結(jié)果：起止日期主要內(nèi)容預(yù)期結(jié)果3.14-3.253.26-4.195.105.11-5.206.6查閱文獻(xiàn)，實驗方案，擬訂準(zhǔn)備實驗 環(huán)保滌綸低溫助劑制備載體對染色性能影響的研究最佳染色工藝確定及染色性能評價 整理實驗數(shù)據(jù)并分析結(jié)果，撰寫論文按期完成 按期完成 按期完成 按期完成 按期完成完成課題的現(xiàn)有條件通過查閱了相關(guān)文獻(xiàn)，并進(jìn)行預(yù)備實驗，實驗室的儀器和設(shè)備

6、 可以保證課題的順利完成。審查意見研究了環(huán)保型載體對滌綸染色性能的影響，并且得出最佳染色 工藝，為現(xiàn)在滌綸低溫染色提供了理論依據(jù)，論文研究時間安排合 理，預(yù)計可達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。指導(dǎo)教師： 年 月 日學(xué)院意見主管領(lǐng)導(dǎo)：年月日天津工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文評閱表（論文類）題目滌綸低溫染色載體染色性能的研究學(xué)生姓名李釗學(xué)生班級輕化094指導(dǎo)教師姓名吳贊敏評審項目指標(biāo)滿分評分選題能體現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)生得到較全面訓(xùn)練。 題目大小、難度適中，學(xué)生工作量飽滿，經(jīng)努力能完成。10題目與生產(chǎn)、科研等實際問題結(jié)合緊密。10課題調(diào)研、 文獻(xiàn)檢索能獨立查閱文獻(xiàn)以及從事其他形式的調(diào)研，能較好 地理解課題任務(wù)并提出實施方案

7、；有分析整理各類信息， 從中獲取新知識的能力。15論文撰寫結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，理論、觀點、概念表達(dá)準(zhǔn)確、清晰。10文字通順，用語正確，基本無錯別字和病句，圖表 清楚，書寫格式符合規(guī)范。10外文應(yīng)用能正確引用外文文獻(xiàn)，翻譯準(zhǔn)確，文字流暢。5論文水平論文論點正確，論點與論據(jù)協(xié)調(diào)一致，論據(jù)充分支 持論點，論證過程有說服力。15有必要的數(shù)據(jù)、資料支持，數(shù)據(jù)、資料翔實可靠， 得出的結(jié)論有可驗性。15論文有獨到見解或有一定實用價值。10合計100意見及建議：評閱人簽名：年 月 日天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文成績考核表學(xué)生姓名李釗學(xué)院名稱紡織學(xué)院專業(yè)班級輕化094題目滌綸低溫染色載體染色性能的研究1 畢業(yè)2設(shè)計（論文）指導(dǎo)教

8、師評語及成績：成績：指導(dǎo)教師簽字： 年 月日2 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會評語及成績：成績：答辯主席（或組長）簽字：年 月日3 畢業(yè)設(shè)計（論文）總成績:a.指導(dǎo)教師 給定成績b.評閱教師 給定成績C.畢業(yè)答辯成 績總成績(ax 0.4+b x 0.2+c x0.4)滌綸纖維是一種疏水性纖維，其結(jié)晶度高、結(jié)構(gòu)緊密，結(jié)構(gòu)中缺少可與染料發(fā)生 結(jié)合的活性基團(tuán)，染色較為困難，通常采用高溫高壓法、熱熔法或載體法等染色方 法。高溫高壓法和熱熔法染色溫度高、能耗大，不適合羊毛、蠶絲、醋纖與滌綸纖 維混紡織物的染色；而載體染色法，工藝簡單、操作方便、對設(shè)備要求低，并能實現(xiàn)滌 綸常壓低溫染色。早期常使用的載體，如

9、冬青油、苯基苯酚、氯苯等，毒性大、氣味 重、生物降解性差、難脫載，使得染色織物帶有一定的異味，在應(yīng)用上受到很大的限 制，因此研究無毒環(huán)保的載體是滌綸染色工藝的發(fā)展趨勢之一。本文以丁二酸二丁酯與載體，EI-40與吐溫80質(zhì)量比1:9混合作為乳化液，載 體與非離子表面活性劑質(zhì)量比為10:7，制備了一種高效、無毒、環(huán)保的染色載體。 該染色助劑能明顯提高滌綸織物的低溫染色性，可以實現(xiàn)載體染色法與高溫高壓法相近的織物表觀深度及顏色特征。其最佳染色工藝為：染色溫度105C,染色時間50min,分散染料用量為2%(owf),載體用量4%(owf)。本文還研究了載體對分散染 料和滌綸纖維的作用，表明載體對分散

10、染料有明顯的增溶作用，還可以降低滌綸 纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。同時染色結(jié)果表明染色后織物具有較好的耐皂洗色牢度、 耐摩擦色牢度。關(guān)鍵詞：載體；滌綸纖維；分散染料；丁二酸二丁酯;ABSTRACTPolyester fibers are hydrophobic with compact structure,high degree of crystallinity and lack of reactive groups with disperse dyes.So,the dyeing process of PET at regular dye ing temperature is somewhat d

11、ifficult.Now the usual methods to dye PET in clude high-temperature-high-pressure dye in g,thermal liquate method and carrier dye ing method.The foremost two methods invo Ive high temperature and con siderable amount of energy to heat,which cann be used to dye fabries as polyester fibre with wool,si

12、lk and celluloseacetate. The carrier dyeing is simple, easy to operate, low requirement on equipment, and can achieve low temperature dyeing of polyester atmospheric pressure.However,thetraditi onalcarriers,for example,methylsalicylate,methyInaphthalene,phenyIphenol,chlorobenzene,havedispleasure odo

13、r and are pois ono us,disbiodegradable, whie limit their widely use.So,the study of ecological carriers isbeco ming one of develop ing trends of PET dye ing teeh no logy.In this paper, the carrier is dibutyl succ in ate, El-40 and Twee n 80 mass ratio of l: 9 as the emulsi on mixture, the carrier an

14、d the non-i onic surfacta nt weight ratio of 10:7, prepared a highly efficie nt, non-toxic and en vir onmen tally frie ndly dye ing carrier. The dyeing auxiliaries can significantly improve the low-temperature dyeing of polyester fabric, the appare nt depth of the fabric and color characteristics of

15、 the carrier dye ing e can be similar to the high temperature high pressure dyeing method sf?he optimum dyeing process: dyeing temperature 105 C , dyeing time 50min, disperse an amount of 2% (owf), the amount of the carrier 4% (owf). This paper also studied the carrier on the role of disperse dyes a

16、nd polyester fibers, in dicati ng that there is sig nifica nt support for disperse solubilizati on, polyester fiber can also reduce the glass tran siti on temperature. Mean while sta ining showed that after dye ing fabric has good resista nee to soap ing fast ness, rubb ing fast ness.Key words： carr

17、ier； polyester fiber； disperse dyes dibutyl succinate TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第一章緒論1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.1滌綸纖維的發(fā)展1 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1.2我國分散染料的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 2 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1.2.1發(fā)展現(xiàn)狀及特點21.2.2發(fā)展趨勢2 H

18、YPERLINK l bookmark24 o Current Document 1.3載體的發(fā)展2 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 第二章理論部分5 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 2.1滌綸纖維的結(jié)構(gòu)特性與性能 5 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2.1.1滌綸纖維的結(jié)構(gòu)特性 5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.1.2滌綸纖維的物化性能 6 HYPERLINK l bookmark

19、36 o Current Document 2.2分散染料7 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 2.2.1分散染料的概念和特性 7 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 2.2.2分散染料分類7 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 2.2.3分散染料上染滌綸機(jī)理 8 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 2.3滌綸纖維染色方法9 HYPERLINK l bookmark46 o Current Docume

20、nt 2.3.1高溫高壓染色法9 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 2.3.2熱熔染色法10 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 2.3.3載體染色法11 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 2.3.4新型染色方法11 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 2.3.5滌綸染色方法比較 12 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 2.4載體的定義、分類及其作用機(jī)

21、理 12 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 2.4.1載體的定義12 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 2.4.2載體的分類 12 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 2.4.3載體的作用機(jī)理 13 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 2.4.4載體的缺陷14 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 第三章 實驗部分 15 HYPERLINK l bookm

22、ark66 o Current Document 3.1實驗材料、藥品和儀器 153.1.1實驗材料153.1.2實驗藥品153.1.3實驗儀器15 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 3.2制備助劑16 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 3.3染色實驗16 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 3.4染色效果表征 173.4.1 測 K/S 值17 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 3.4.2上染率的

23、測定17 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 3.5載體對滌綸纖維結(jié)構(gòu)及分散染料的影響 17 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 3.5.1滌綸纖維熱穩(wěn)定性的測試 17 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 3.5.2滌綸纖維玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測試 17 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 3.5.3載體對分散染料的增溶性 17 HYPERLINK l bookmark88 o Current Documen

24、t 3.6載體對分散染料染色性能的影響 18 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 3.6.1分散染料升溫上染速率曲線的測定 18 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 362分散染料恒溫上染速率曲線的測定 18 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 363載體的量不同對分散染料上染率的影響 18 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 364分散染料提升性能實驗 18 HYPERLINK l bookmark98

25、 o Current Document 365分散染料拼色實驗18 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 3.7載體染色最佳工藝的確定 18 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 3.7.1染色溫度的確定 18 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 3.7.2保溫時間的確定19 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 3.7.3載體用量的確定 19 HYPERLINK l bookmark108 o Cur

26、rent Document 3.8載體對織物染色性能的影響 19 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 3.8.1載體對分散染料染深性的影響 19 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 3.8.2移染性實驗19 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 3.8.3勻染性能實驗 19 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 3.8.4染色織物表面深度及顏色特征 20 HYPERLINK l bookmark118

27、 o Current Document 3.8.5染色織物色牢度20 HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 第四章結(jié)果與分析21 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 4.1分散染料吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線的確定 21 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 4.2載體對分散染料及滌綸纖維結(jié)構(gòu)的影響 21 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 4.2.1載體對滌綸纖維熱穩(wěn)定性的影響 21 HYPERLINK l bo

28、okmark128 o Current Document 4.2.2載體對滌綸纖維的增塑作用 22 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 4.2.3助劑對分散染料的增溶性 23 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 4.3載體對分散染料上染的影響 23 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 4.3.1載體對分散染料升溫上染速率的影響 23 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 4.3.2載體對分散染料恒溫

29、上染速率的影響 24 HYPERLINK l bookmark138 o Current Document 4.3.3載體的量不同對分散染料上染率的影響 25 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 4.3.4載體對分散染料提升性能的影響 25 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 4.3.5載體對分散染料拼色性能的影響 26 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document 4.4載體染色最佳工藝的確定 27 HYPERLINK l bookmark146 o C

30、urrent Document 4.4.1染色溫度的確定27 HYPERLINK l bookmark148 o Current Document 4.4.2保溫時間的確定28 HYPERLINK l bookmark150 o Current Document 4.4.3載體用量的確定28 HYPERLINK l bookmark152 o Current Document 4.5載體對織物染色性能的影響 29 HYPERLINK l bookmark154 o Current Document 4.5.1載體對分散染料染深性的影響 29 HYPERLINK l bookmark156 o

31、Current Document 4.5.2載體對移染性和勻染性的影響 29 HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 4.5.3載體對染色織物表面深度及顏色特征的影響 30 HYPERLINK l bookmark160 o Current Document 4.5.4載體染色滌綸織物的色牢度 31 HYPERLINK l bookmark162 o Current Document 第五章結(jié)論32 HYPERLINK l bookmark164 o Current Document 參考文獻(xiàn)33 HYPERLINK l bookmark166 o

32、 Current Document 附錄35 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document 謝辭48早在1941年，由英國人Whinifield 和Dickson等人研制的滌綸纖維就已問世。近幾年聚酯纖維工業(yè)發(fā)展穩(wěn)定，我國60年代末開始小批量生產(chǎn)滌綸，1970年產(chǎn)量只 有1300噸,1980年突破10萬噸,1990年達(dá)到100萬噸,1996年突破200萬噸,滌綸 產(chǎn)量位居世界第二位。2008年1月到3月，僅我國年銷售收入500萬元以上規(guī)模紡 織企業(yè)累計生產(chǎn)滌綸纖維 458.29萬噸，同比增長8.36%,2008年1-7月，我國累計 出口滌綸短纖27.38

33、萬噸，同比增長26.44%。到2010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，滌綸對染色的條件要求較高，需采用高溫高壓法(120 C-130 C)或熱溶法(180 C -220 C)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，纖維分子鏈運動加劇，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了能源，增加了成本，也給滌綸混紡纖維的染色帶

34、來技術(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 解決的問題?，F(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CO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；研究載體對分散染料升溫上染速率曲線、恒溫上 染速率曲線、提升性、勻染性及各項色牢度等染色性能的影響，考察載體的應(yīng)用性能,測定載體對分散染料增溶作用，分析載體染色后滌綸纖維物化性能，初步探討 此類載體的作用機(jī)理。天津工業(yè)大學(xué)2013屆本科生畢業(yè)論文 第一章緒論1.1

35、滌綸纖維的發(fā)展早在1941年，由英國人Whi nifield和Dicks on等人研制的滌綸纖維就已問世。 1949、1953年分別在英國、美國相續(xù)實現(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4200萬噸，其中合成纖維產(chǎn) 量為1900萬噸，超過棉纖維的產(chǎn)量，滌綸纖維超過1200萬噸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1605.8萬噸。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。半個世紀(jì)以來,石油化

36、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)。合成纖維物美價廉，受到人們的青睞，尤其是滌綸纖維制品在市場 上經(jīng)久不衰。但隨著人們生活水平和對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、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。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)不能滿足市場的需要,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。滌綸仿真纖維的發(fā)展經(jīng)歷了 3個階段。1960-1971年是開始注

37、重纖維截面仿真的時期。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。 與此同時，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。1971-1975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更自然，改變其特有的均質(zhì)形態(tài)，纖維生 產(chǎn)者開發(fā)了多溝槽纖維、不定形纖維、花色纖維等新型纖維。同時，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、外觀等效果

38、更加逼真。80年代后期以來的新合纖時期是仿真發(fā)展階段的高潮時期。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，使合纖產(chǎn)生超天然的優(yōu)越特征2O近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長和國內(nèi)居民消費能力的不斷提高，國內(nèi) 滌綸纖維的需求量也不斷增長。中國滌綸纖維產(chǎn)能以驚人的速度增長著，使得中 國逐漸發(fā)展成為世界滌綸類產(chǎn)品的重要加工基地，并成為世界滌綸纖維產(chǎn)量最大 的國家，因此滌綸行業(yè)還有很大的開發(fā)潛力。1.2我國分散染料的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢1.2.1發(fā)展現(xiàn)狀及特點我國分散染料的發(fā)展主要呈現(xiàn)如下特點：品種齊全：目前我國生產(chǎn)的分散染料品種類型比較齊全，有高能型、中能型、 低能型、含羧酸酯基類型

39、、快速染色型和熒光型等 ，品種超過150個。國外生產(chǎn)的 分散染料主要大噸位品種，我國幾乎都有生產(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)量超過千噸的分散染料品種已有近 30個,超過萬噸的分散染料品種有7個即分散深藍(lán)H-GL、分散藍(lán)EX-SF 300%、分散紅玉S-2GFL、分散黃棕S-2RFL、 分散紅3B/FB、分散藍(lán)2BLN和分散黑EX-SF 300 %。出口發(fā)展迅速：在我國出口的染料中，以分散染料的數(shù)量最多。2004年出口 量達(dá)9. 63萬噸，占我國染料出口總量的42. 5%;出口創(chuàng)匯接近

40、2. 47億美元，占我國染 料出口創(chuàng)匯的38. 2%直接出口的國家和地區(qū)達(dá) 75個。2004年出口的分散染料品 種超過80個,占我國分散染料生產(chǎn)品種約55 %。所以，分散染料是我國出口量、出 口創(chuàng)匯和出口品種最大的染料類別。生產(chǎn)相對集中：我國分散染料的生產(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)量超過了 25萬噸，占我國分散染料產(chǎn)量的75 %以上,基本上 控制著我國分散染料的市場。1.2.2發(fā)展趨勢由于新型纖維(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/

41、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)。我國分散染料品種和質(zhì)量的研究和發(fā)展重點將集中在下列幾個方面：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； 研究和開發(fā)適用于新型紡織纖維染色的分散染料；研究和開發(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。1.3載體的發(fā)展1950年Waters首次用“載體”來定義在滌綸

42、染色過程中對分散染料具有促進(jìn) 上染率作用的化合物，隨后，眾多學(xué)者陸續(xù)對染色載體開始研究。苯酚及苯衍生物類載體是較早出現(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，這類化合物可以用做染色載體。Roberts】3】等人 對不同化學(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，對染料上染量提高不大，但是一種 較好的高溫均染劑；同時他們還發(fā)現(xiàn)聯(lián)苯既是一種良好的高

43、溫均染劑又可在載體染 色時提高上染量。滌綸纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)是聚對苯二甲酸乙二酯，屬于典型的酯類化合物。根據(jù)相 似相溶原理，酯類化合物對滌綸有增塑、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，因此我國學(xué)者研究了眾多酯類化合物或其復(fù)配物對滌綸纖維染 色性能的影響，但能將載體具體結(jié)構(gòu)公開的產(chǎn)品較少。紀(jì)佩珍指出酯類化合物助染劑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、 無毒、易于洗除、使用方便，但這種助染劑對染料的選擇性強(qiáng)。紀(jì)晉敏5等研制的 助劑SJ是酯類有機(jī)化合物與醚類等多種有機(jī)物的復(fù)配物，既對纖維起增塑作用，又 對染料有增溶作用，在較低的染色溫度下，仍有較

44、高的上染速率，對低溫染色有一定 的適用性。劉玉莉等人研究了復(fù)配的有機(jī)羥基化合物和有機(jī)酯化物對滌綸微細(xì)纖 維染色的影響，通過對比，發(fā)現(xiàn)酯類載體對滌綸纖維染色效果優(yōu)于有機(jī)羥基類化合 物，應(yīng)用此類載體可在常壓100C的條件下上染滌綸微細(xì)纖維。祁珍明等人7研制 了一種酯類化合物 DIE,通過研究這種載體對常規(guī)滌綸織物分散染料的上染速率曲 線、恒溫上染速率曲線的影響來看，此載體的促染作用比冬青油緩和，有利于勻染， 載體對染料的提升性好，有利于染深色產(chǎn)品，且最佳用量僅為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 纖維起增塑作用。楊軍8等人以有

45、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ZT-ECO,載體ZT-ECO對滌綸的增深、膨化作用好，可能使滌綸在常壓、100C條件下染色，對染料的各項牢度 和色光無不良影響，是一種較好的載體。除酯類載體外,醚類、胺類化合物及其復(fù)配物或各種多組分復(fù)配型助劑也擁有 染色載體的作用，可降低滌綸纖維的染色溫度。馬正升等人9研制的醚類復(fù)配載體 SML低毒無味,適合于滌綸超細(xì)纖維及其混紡織物的低溫染色，且作用溫和，利于勻 染。曹書梅等人10研制的載體ED-1是聚氧乙烯醚衍生物，是一種較理想的載體， 水溶性較高,易水洗去除,能促進(jìn)分散染料上染，可縮短低溫染色時間

46、李連舉等人11 發(fā)現(xiàn)低分子胺可進(jìn)入滌綸纖維內(nèi)部使滌綸氨解，從而減低纖維結(jié)晶度，增大其自由 體積數(shù)，達(dá)到低溫染色的目的。吳贊敏12研究了勻染劑Palegal SF對滌綸染色性能 的影響，結(jié)果表明Palegal SF具有載體和表面活性劑的雙重作用，可用于滌綸低溫染 色。雖然染色載體經(jīng)歷了較長的發(fā)展歷程，但是最初開發(fā)的載體如水楊酸甲酯、氯 苯、甲基苯、聯(lián)苯等大多氣味難聞、有毒、難以生物降解。此外，該類載體易受熱而揮發(fā),導(dǎo)致載體與乳化劑及水的懸浮體系分離 ，若揮發(fā)的載體再度回到染浴中，又 易形織物成染斑。染色后殘留在織物上的載體 ，會降低染色產(chǎn)品的日曬牢度和色澤 鮮艷度，且殘留在織物上的載體對人體有一

47、定的傷害。隨后研制的部分產(chǎn)品雖然低 毒或無毒,但是低用量時，促染效果差，要達(dá)到滿意的色澤效果，用量較大,成本較高。 鑒于現(xiàn)有載體自身的缺點，使得其使用性受到很大的限制。從而研究開發(fā)高效且環(huán) 保型染色載體成為滌綸染色工藝的一個趨勢。環(huán)保型載體是在20世紀(jì)90年代開始研發(fā)的，其優(yōu)點為:無毒、無味、易生物降 解,易乳化且乳液儲存穩(wěn)定性好；易合成，價格低廉，且不會降低載體染色物日曬牢度， 對纖維無損害或損害小，不影響織物手感。已研究的新載體有：N-烷基-毗咯烷酮類、 二乙烯乙二醇、烷基酞胺類、鄰苯二甲酸甲基苯基酯等。第二章理論部分2.1滌綸纖維的結(jié)構(gòu)特性與性能2.1.1滌綸纖維的結(jié)構(gòu)特性我國將聚對苯二

48、甲酸乙二酯(PET)含量大于85%勺纖維簡稱為滌綸，俗稱“的 確良”。PET是具有對稱性苯環(huán)結(jié)構(gòu)的線性大分子，沒有大的支鏈，易于沿著纖維拉 伸方向取向而平行排列。從而滌綸纖維具有彈性好、彈性恢復(fù)率高的特點。滌綸 纖維分子鏈結(jié)構(gòu)具有高度的立體規(guī)整性，所有的苯環(huán)幾乎處在同一個平面 ，相鄰大 分子上的凹凸部分便于彼此鑲嵌，從而具有緊密斂集能力與結(jié)晶傾向。由于PET分子內(nèi)C-C鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn),故滌綸纖維大分子存在兩種空間構(gòu)象，如圖1-1所示：一oo無定形區(qū)大分子為順式構(gòu)象結(jié)晶時轉(zhuǎn)變?yōu)榉词綐?gòu)象圖1-1滌綸纖維大分子的空間構(gòu)象采用熔體紡絲法制成的聚酯纖維，具有圓形實心的橫截面，縱向均勻無條痕。 紡絲過程中的拉

49、伸及熱處理決定了滌綸纖維大分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。通常認(rèn)為，滌綸的基層組織是原纖，原纖之間有較大的縫隙，并由一些排列不規(guī)則的分子聯(lián)系著， 而原纖本身則是由高測序度的分子所組成的微原纖堆砌而成。滌綸分子的基本結(jié) 構(gòu)單元中雖含有苯環(huán)，難以繞單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，該部分剛性較強(qiáng)，但在基本結(jié)構(gòu)單元中 還含有一定數(shù)量的亞甲基，亞甲基能夠繞單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，顯得比較柔順，滌綸分子能 在該處發(fā)生折疊，形成折疊鏈結(jié)晶。因此，滌綸分子是伸直鏈和折疊鏈晶體共存的 體系，即可用折疊鏈-纓狀微原纖模型來解釋。熱處理可以提高折疊鏈的結(jié)晶含量， 并增大纖維中大分子間的微隙尺寸，有利于染色。另外，滌綸在紡絲成型時也會形成一些皮層和芯層結(jié)構(gòu)，但不

50、如黏膠纖維明 顯，而且皮層結(jié)構(gòu)也稍緊密，對染色有一定影響，但一旦上染之后，皮層中的染 料不易剝落。2.1.2滌綸纖維的物化性能（1）吸濕性。滌綸除了大分子兩端各個一個羥基（-OH）外，分子中不含其他親 水性集團(tuán)，而且其結(jié)晶度高，分子鏈排列很緊密，因此吸濕性差，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 吸濕率只有0.4 %（錦綸4%,腈綸1% 2%），即使在相對濕度為100%的條件下 吸濕率也僅為0.6 %-0.8 %。由于滌綸的吸濕性低，因而具有一些特性，如在水中 的溶脹度小，干、濕強(qiáng)度和干、濕伸長率基本相同，導(dǎo)電性差，容易產(chǎn)生靜電和 沾污現(xiàn)象以及染色困難等。滌綸織物穿著時感覺氣悶，但又具有易洗快干的特性。熱性能。受熱性

51、能：滌綸有良好的熱塑性能，在不同的溫度下產(chǎn)生不同的變形，是 結(jié)晶型和非晶型兩者混合的高分子物。滌綸有比較清楚的三種受熱變形形態(tài)，它 在玻璃化溫度以上、軟化點以下時，只有非晶區(qū)內(nèi)某些分子鏈間作用力小的鏈段 才能活動，分子鏈間相互作用力大的鏈段仍難運動，結(jié)晶區(qū)內(nèi)的分子鏈當(dāng)然不能 運動，所以纖維只表現(xiàn)為比較柔韌，但不一定像高彈態(tài)那樣有很好的彈性。幾種 主要合成纖維的耐熱性，以滌綸為最好。滌綸在170 C下短時間受熱所引起的強(qiáng)度 損失，在溫度降低后可以恢復(fù)（腈綸在150C、錦綸在120C下短時間受熱，其強(qiáng) 度損失可以恢復(fù)）。大部分碳鏈纖維在高于80C下受熱要發(fā)生變形，其強(qiáng)度損失很 難恢復(fù)。在溫度低于1

52、50C下處理，滌綸的色澤不變；在 150C下受熱168h后， 滌綸強(qiáng)度損失不超過3%，在150C下加熱1000h，仍能保持原來強(qiáng)度的50%。而 在相同條件下，其他纖維如錦綸受熱 5h即變黃，纖維強(qiáng)度大幅度下降，所有的天 然纖維和再生纖維素纖維在 70一 336h內(nèi)將完全被破壞。玻璃化溫度：玻璃化溫度（Tg）是在熔點以下的轉(zhuǎn)變溫度。滌綸的 Tg隨其聚 集態(tài)結(jié)構(gòu)而變化：完全無定形的 Tg為67 E，部分結(jié)晶的Tg為8IC，取向且結(jié)晶 的Tg為125C。滌綸的Tg對于纖維、紗線和織物的力學(xué)性能（特別是彈性恢復(fù)） 有很大影響，是染整工作者必須考慮的。（3）力學(xué)性能。滌綸分子屬于線型分子鏈，分子上側(cè)面沒

53、有連接大的基團(tuán)和支 鏈，因此滌綸大分子是分子間緊密結(jié)合在一起而形成的結(jié)晶，使纖維具有較高的 機(jī)械強(qiáng)度和形狀穩(wěn)定性。強(qiáng)度和伸長率：滌綸的強(qiáng)度和伸長性能與其生產(chǎn)工藝條件有關(guān)，取決于紡 絲過程的拉伸程度。由于其吸濕性低，所以干、濕強(qiáng)度基本相等，伸長率相近。彈性和耐磨性：滌綸的彈性比其他的合成纖維都高，這是由于在滌綸的線 型分子鏈中分散著苯環(huán)。苯環(huán)是平面結(jié)構(gòu)，不易旋轉(zhuǎn)，當(dāng)受到外力后雖然產(chǎn)生形 變，但一旦外力消失，纖維變形便立即恢復(fù)。由于滌綸的彈性極佳，強(qiáng)度和伸長 率又好，所以耐磨性能也好?！跋纯纱毙裕簻炀]織物的最大特點是優(yōu)異的抗皺性和保形性，制成的衣 服挺括不皺，外形美觀，經(jīng)久耐用化學(xué)穩(wěn)定性：在滌綸

54、分子鏈中，苯環(huán)和亞甲基均較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)中存在的酯 基是唯一能起化學(xué)反應(yīng)的基團(tuán)，另外，纖維的物理結(jié)構(gòu)緊密，所以化學(xué)穩(wěn)定性較 高。滌綸大分子中存在酯鍵，可被水解，引起相對分子質(zhì)量的降低。酸、堿對酯 鍵的水解具有催化作用，以堿更為劇烈，滌綸對堿的穩(wěn)定性比對酸的差。滌綸對 氧化劑和還原劑的穩(wěn)定性很高，即使在濃度、溫度、時間等條件均較高時，纖維 強(qiáng)度的損傷也不十分明顯。2.2分散染料2.2.1分散染料的概念和特性分散染料是一類結(jié)構(gòu)簡單、水溶性極低、在染浴中主要以微小顆粒的分散體 存在的非離子染料。它在染色時必須借助分散劑將染料均勻地分散在染液中，才 能對各類合成纖維進(jìn)行染色。分散染料與水溶性染料的最大區(qū)別

55、是染料水溶性極 低。分散染料作為聚酯纖維的專用染料，須具備以下三方面的要求，以適應(yīng)聚酯 纖維染色：由于聚酯纖維分子的線型結(jié)構(gòu)較好，分子上沒有大的側(cè)鏈和支鏈，而且 經(jīng)過紡絲過程中拉伸和定型作用，分子排列整齊、結(jié)晶度高、定向性高、纖維分 子間空隙小，染料不易滲入。因此，必須采用分子結(jié)構(gòu)簡單、相對分子質(zhì)量小的 染料。通常至多只能是有兩個苯環(huán)的單偶氮染料，或是比較簡中的蒽醌衍生物， 雜環(huán)結(jié)構(gòu)較少。由于聚酯纖維的高疏水性，大分子鏈上沒有羥基、氨基等親水性基團(tuán)，只 有極性很小的酯基。因此要求分散染料具有與纖維相應(yīng)的疏水性。染料分子中往 往引入非離子及-OH -N等極性基團(tuán)。染料應(yīng)具有良好的耐熱性和耐升華牢

56、度。2.2.2分散染料分類分散染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)以偶氮和蒽醌類為主，近年來雜環(huán)類分散染料的數(shù)量也 增長很快。分散染料的結(jié)構(gòu)可分為下列幾類：1偶氮類(1)單偶氮型 單偶氮型染料的相對分子質(zhì)量一般為 350-500，約占 分散染料總量的50%。它們具有生廣簡便，價格低廉，色譜齊全及牢度較好的優(yōu) 點。這類染料的通式如圖2-1所示：圖2-1單偶氮染料結(jié)構(gòu)通式式中：R多為吸電子基團(tuán)，女口 NO等；艮、F3為H或吸電子基團(tuán)，如-CI、-Br、 -CN、-CF2、-NQ、-COOCH等; R、F6為 H 或供電子基團(tuán)，如-CH、-OCH、-NHCOGH 等；民、F7為 H或-CI4、-OH、-CN、- OCOG

57、H- O(2H5等。雙偶氮型。雙偶氮型染料占整個分散染料的 10%左右，其結(jié)構(gòu)通式如圖2-2所示：N- Ar圖2-2雙偶氮型染料分子通式式中；Ar為苯或萘或它們的衍生物；R為H、-OCH、-OH -Cf、-Ci、-NQ等 基團(tuán)。R為 H、-Cf、-OCH、-NH2等基團(tuán);m、n 為 1-2。2.蒽醌類。蒽醌類染料在整個分散染料中的比例在25%左右。這類染料色光鮮艷，勻染性能良好，耐日曬牢度優(yōu)良。鮮艷度良好是蒽醌類染料的一個突出優(yōu) 點。從化學(xué)結(jié)構(gòu)來說，它較偶氮類更為耐曬、耐熱和耐還原，所以更加穩(wěn)定。但 如果遇到一氧化氮、二氧化氮，染料便會產(chǎn)生變色，在梅雨季節(jié)更為顯著。蒽醌 類分散染料按結(jié)構(gòu)可大致

58、分為四類：1-羥基-4-氨基蒽醌及其衍生物、1，4-二氨基蒽醌及其衍生物、1,5-二羥基 -4,8-二氨基蒽醌及其衍生物、帶雜環(huán)蒽醌型分散染料。2.2.3分散染料上染滌綸機(jī)理分散染料屬于非離子型染料，溶解度低。染色時，染料是制成以微細(xì)顆?；?分散狀存在的懸浮體，在染液中，染料是以幾種形式同時存在的，如圖2-3所示:膠束中的染料染料顆粒 *染液中的 染料分子纖維上的染料圖2-3分散染料在染液中狀態(tài)經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn)，只有單分子狀態(tài)的分散染料才能夠上染纖維，單分子狀態(tài) 的染料濃度直接影響染色速度和染色平衡。因此，一切影響單分子狀態(tài)染料數(shù)量 的因素都會對染色產(chǎn)生一定的影響。分散染料上染滌綸可以分為以下幾

59、個階段(見圖2-4所示):流動的液體把染料輸送到纖維表面附近的液層中(動力邊界層);（2）由于擴(kuò)散邊界層中存在染料濃度梯度，染料以擴(kuò)散的方式通過擴(kuò)散邊界 層到達(dá)纖維表面；（3）到達(dá)纖維表面附近的染料迅速被纖維表面吸附；（4）在纖維內(nèi)外染料濃度梯度的推動下，吸附在纖維表面的染料向纖維內(nèi)部 擴(kuò)散，直到平衡，完成上染過程。圖2-4染料上染過程1 染料隨染液流靠近擴(kuò)散邊界層2染料通過擴(kuò)散邊界層靠近纖維表面3染料被吸附到纖維表面4染料從纖維表面擴(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部2.3滌綸纖維染色方法滌綸染色比較困難，原因除滌綸缺乏親水性、在水中膨化程度低以外，還可 以從兩方面加以說明。首先，滌綸分子結(jié)構(gòu)中缺少像纖維素或蛋

60、白質(zhì)那樣能和染 料發(fā)生結(jié)合的活性基團(tuán)，因此原來能用于纖維素或蛋白質(zhì)纖維染色的染料不能用 來染滌綸，但可以采用醋酯纖維染色的分散染料。其次，即使采用分散染料染色， 除某些相對分子質(zhì)量較小的染料以外，也還存在著另外的一些困難。這種困難主 要是由于滌綸分子排列得比較緊密，纖維中只存在較小的空隙。當(dāng)溫度低時，分 子熱運動改變其位置的幅度較小，在潮濕的條件下，滌綸又不會像棉纖維那樣能 通過劇烈溶脹而使空隙增大，因此染料分子很難滲透到纖維內(nèi)部去。所以必須采 取一些有效的方法，如載體染色法、高溫高壓染色法和熱熔染色法等。2.3.1高溫高壓染色法滌綸高溫染色法是染色溫度高于100C （般是在130C左右），在