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PASTER纤维的染色性能及产品开发研究

作　者: 谢思捷
导　师: 沈安京；何叶丽
学　校: 东华大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: PASTER纤维阳离子染料上染速率混纺染色同色性
分类号: TS193.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

普通涤纶纤维是疏水性的合成纤维,分子链上缺乏亲水性基团,结晶度高,结构紧密,当温度较低时,染料分子难以渗透到纤维内部,致使染色困难。通常涤纶纤维必须在高温高压、热熔或载体存在条件下用分散染料染色,对染色设备和工艺要求苛刻,生产成本较高,能耗较大,且色泽单调、鲜艳度不够,直接影响到涤纶面料花色品种的开发。为了提高涤纶的染色性能,研究人员考虑从分子结构着手,提高分子链的疏松程度,以有助于染料分子的进入。历年来主要采用的方法有：(1)与分子体积庞大的化合物共聚；(2)与具有可塑化效应的化合物混合纺丝；(3)导入具有醚键那样的和分散性染料亲和性好的基团等。上海联吉合纤有限公司开发的PASTER纤维系在分子链中引入新型二元醇和阳离子染料可染基团的一种新型涤纶纤维。该产品具有常压可染、色泽艳亮(可深染)、织物手感柔软、抗起球起毛性能突出、可纺性优异等特点,作为现有阳离子染料可染聚酯的升级换代产品,可替代腈纶,广泛应用于棉型、毛型产品的开发。因此研究开发PASTER纤维的性能和一系列相应的染色工艺,不但能克服传统涤纶纤维染色耗能大、资源浪费的缺点,还能解决混纺产品尤其是毛纺产品中对羊毛的损伤等问题,因而具有重要的应用价值和研究意义。为了研究PASTER纤维的物理性能,分别利用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射法和纤维强力仪进行测试,系统研究了PASTER纤维的热性能、结晶性能和力学性能,得到如下结论：1.PASTER的玻璃化温度(Tg)、结晶温度(Tc)、熔点(Tm)、结晶峰面积和熔融热均低于常规涤纶和常见ECDP纤维,其中Tg下降至70℃左右,使染料上染变得容易,结晶峰面积显示结晶度减小,非晶区扩大,使得染料分子可以扩散到纤维分子内部的机会增多,进一步降低了上染条件。2.PASTER的断裂强力、断裂伸长和卷曲弹性率低于常规涤纶和ECDP,进一步证明结晶度下降,分子结构变得疏松、柔软。研究了PASTER纤维的动力学、热力学性能,结果表明：PASTER纤维从90℃附近开始上染速率加快,上染率提高幅度很大,在100℃左右沸染60min后基本达到上染平衡,且随温度升高,半染时间下降,说明升高温度有利于提高其上染率,从而减小达到染色平衡所需的时间；通过对吸附等温线进行直线拟合发现,染料在PASTER上的吸附类型符合Freundlich型,但随着温度的升高,吸附类型逐渐接近Langmuir型。最后,根据两种混纺纤维上染性能的不同,调整出最佳的混纺染色工艺,获得令人较为满意的PASTER/腈纶、PASTER/羊毛混纺同色染色效果,可以为PASTER混纺产品工业化生产提供参考。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章前言  10-17
  1.1 涤纶纤维的历史发展概述  10
  1.2 涤纶纤维的结构与不足  10-11
  1.3 改性涤纶的研究现状  11-15
    1.3.1 物理改性  11-12
      1.3.1.1 超细涤纶纤维  11
      1.3.1.2 中空微孔纤维  11
      1.3.1.3 异形截面涤纶纤维  11-12
    1.3.2 接枝共聚  12
    1.3.3 阳离子可染聚酯生产技术  12-15
      1.3.3.1 常见阳离子可染改性涤纶的主要类别  13
      1.3.3.2 阳离子染料上染改性涤纶的染色机理  13-14
      1.3.3.3 阳离子改性涤纶的染色性能  14
      1.3.3.4 CDP纤维的优点[20]  14-15
      1.3.3.5 阳离子可染改性涤纶的现存问题  15
  1.4 论文的选题  15-17
第二章 PASTER纤维的结构与力学性能  17-22
  2.1 概述  17
  2.2 实验部分  17-21
    2.2.1 材料  17
    2.2.2 测试方法  17
    2.2.3 实验  17-21
  2.3 结果  21-22
第三章 PASTER纤维染色的动力学与热力学研究  22-32
  3.1 概述  22
  3.2 实验部分  22-24
    3.2.1 实验材料及药品  22
    3.2.2 仪器与设备  22
    3.2.3 染色工艺和处方  22-24
      3.2.3.1 动力学研究  22-23
      3.2.3.2 热力学研究  23
      3.2.3.3 PASTER与常见ECDP纤维上染性能对比  23-24
  3.3 结果与讨论  24-31
    3.3.1 PASTER纤维的染色动力学  24-28
      3.3.1.1 恒温上染速率曲线  24-25
      3.3.1.2 扩散系数D  25-26
      3.3.1.3 半染时间t1/2  26-27
      3.3.1.4 上染速率常数k  27-28
    3.3.2 PASTER纤维的染色热力学  28-30
    3.3.3 与常见ECDP纤维的上染性能对比  30-31
  3.4 结论  31-32
第四章 PASTER与腈纶混纺同浴染色研究  32-40
  4.1 概述  32
  4.2 实验部分  32-34
    4.2.1 实验材料及药品  32
    4.2.2 仪器设备  32-34
      4.2.3.1 PASTER与腈纶升温上染速率曲线  32-33
      4.2.3.2 染色升温速率差异及食盐对混纺染色效果的影响  33
      4.2.3.3 染色纤维试样表观颜色深度K/S值、色差、不匀度S的测试  33-34
  4.3 结果与讨论  34-39
    4.3.1 PASTER与腈纶升温上染速率曲线比较  34-35
    4.3.2 染色升温速率及食盐对染色效果的影响  35-37
    4.3.3 染料浓度对染色效果的影响  37
    4.3.4 食盐用量对染色效果的影响  37-38
    4.3.5 保温时间对染色效果的影响  38-39
  4.4 结论  39-40
第五章 PASTER与羊毛混纺染色研究  40-49
  5.1 概述  40
  5.2 实验部分  40-48
    5.2.1 实验材料及药品  40
    5.2.2 仪器设备  40-41
    5.2.3 染料的筛选  41
    5.2.4 上染速率曲线比较  41-43
    5.2.5 沾色性研究[53]  43-46
    5.2.6 PASTER/羊毛纤维混纺染色同色性研究  46-48
  5.3 结果  48-49
第六章结论  49-51
参考文献  51-54
硕士期间发表的论文  54-55
致谢  55

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