涤纶织物在超临界二氧化碳中的染色性能研究.pdf

第 卷第 期 年 月 纺 织 学 报 涤纶织物在超临界二氧化碳中的染色性能研究 余志成 林鹤鸣 张 珍 浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室 杭州 摘 要 研究涤纶织物在超临界二氧化碳染色的上染速率 上染率 表观深度 值 匀染性及其影响因素 并通过实验结果表 明 随着超临界二氧化碳染色温度 压力的提高 涤纶织物的上染速率 上染率及 值增加 当预定型温度在 左右时 涤纶 织物的 值 上染率最低 织物要得到良好的匀染性 二氧化碳流体要有合适的循环速率 关键词 超临界二氧化碳染色 上染速率 匀染性 值 中图分类号 1 文献标识码 文章编号 2 2 2 浙江省自然科学基金资助项目 编号 1 实验材料与方法 1 1 织物与试剂 涤纶平纹织物 1 分散蓝 1 2 实验仪器 超临界流体试验仪 型计算机测 色配色仪 2 型紫外可见分光光度计仪 1 3 实验方法 织物表观深度 值的测定 在 型计算机测色配色仪上按规定进行测试 测 试时采用 光源 观察角 其大小用 2 公式来表示 即 为最大 吸收波长处的反射率 纤维上染料浓度的测定 选用 为溶 剂 在合适的温度下萃取织物上的分散染料 用分光 光度法测得其光密度 在标准曲线查得纤维上的染 料浓度 织物匀染性的测定 在织物上任取 个点 在最大吸收波长 处测定其表观深度 值 然 后计算出平均值 及标准偏差 以此来表示染 色织物的匀染性 标准偏差愈小 则匀染性愈好 6 6 式中 为测量点数 2 实验结果与讨论 2 1 超临界二氧化碳染色的上染速率 在超临界二氧化碳流体中 晶体状态的分散染 料遇二氧化碳而部分溶解 溶解状态的分散染料随 流体的流动到达纤维表面 最后吸附 扩散到纤维内 部 晶体状态的染料 流体相中溶解的染料 纤维上 的染料之间存在着如下平衡 晶体 溶解 纤维 已有研究表明 分散染料在超临界二氧化碳中 扩散系数较大 即溶解状态的染料能很快扩散到整 个流体相中 然后随流体的流动到达纤维表面 分 散染料的上染速率主要取决于 染料通过纤维表 面扩散边界层的速率 染料在纤维内部的扩散速 率 当染液循环充分时 后者对染料的上染速率起 着决定性的作用 图1 超临界二氧化碳染色的上染速度 从图 看到 染色温度较低 时 上染速 率比较慢 达到平衡所需要的时间较长 提高温度 上染速率加快 达到平衡所需要的时间缩 短 这是由于染色温度低 纤维的溶胀程度较低 染 料在纤维内的扩散速率比较慢 等压升温 纤维的 溶胀程度提高 染料在纤维内的扩散速率增加 上染 速率提高 从图 还可看出 等温升压能提高二氧 化碳流体的密度及增加分散染料的溶解度 有利于 染料在流体中的扩散 也有利于纤维的溶胀 有助于 提高上染速率 2 2 染色温度 压力对上染率 值的影响 系统温度 压力是影响超临界 染色的主要 因素 表 为分散蓝 在压力为 时间为 的超临界条件下 染色温度对上染率 值影 响的实验结果 从表 可知 在 以下 染色温 度升高 分散蓝 对涤纶织物的上染率 值增 加较慢 但是当染色温度超过 时 上染率 值呈快速增加的趋势 这是因为超临界二氧化碳流 体粘度低 在流体相的扩散速率快 当染色温度升 高 尤其是超过玻璃化温度后 涤纶纤维大分子链段 运动进一步加剧 溶解在流体相中的分散染料会随 涤纶纤维大分子链段运动所产生的瞬时孔穴扩散进 入到纤维内部 温度越高 纤维孔穴越多 染料分子 动能越大 上染率 值越高 表1 染色温度对上染率 值的影响 染色温度 上染率 值 表 为分散染料在染色温度 时间 的超临界条件下 染色压力对上染率 值影响 的实验结果 从表 可知 当染色温度为 压 力为 时 涤纶纤维的上染率 值均较低 这是因为染色温度较低 再加上染色压力也低 二氧 化碳的密度低 涤纶纤维的溶胀程度低 分散染料的 溶解度低的缘故 随着染色压力的增加 超临界二 氧化碳流体密度增加 分散染料的溶解度增加 同时 有更多的二氧化碳分子进入了涤纶纤维 促进涤纶 纤维的溶胀程度增加 有利于染料分子扩散进入到 纤维内部 所以分散染料在涤纶织物上的上染量呈 明显的上升趋势 但是当压力超过 之后 上 染率增加速度趋缓 表2 染色压力对上染率 值的影响 染色压力 上染率 值 2 3 预定型对表观深度 值的影响 涤纶纤维在超临界二氧化碳流体中会产生一定 程度的收缩 因此织物在染色前进行适当的预定型 是必要的 从图 看出 随着预定型温度的增加 涤纶织物的 值呈下降趋势 当预定型温度在 左右时 涤纶织物的 值最小 超过 后 织物的 值反而增加 这可能是预定型温度 的高低引起了超临界二氧化碳染色时涤纶纤维结晶 度 结晶尺寸的变化 在 以下 随着预定型温 度的增加 涤纶纤维的结晶度增加 所以 值下 降 当预定型温度大于 时 虽然纤维的结晶 度继续增加 但结晶尺寸同时变大 所以 值反 而提高 图 为经过预定型的涤纶织物在不同压力 的超临界二氧化碳中染色的 值 从图 看到 压力的影响与温度的影响基本相似 图2 不同温度下预定型对涤纶织物染色 值的影响 图3 不同压力下预定型对涤纶织物染色 值的影响 2 4 超临界二氧化碳染色的匀染性 匀染性与染料的溶解状况 二氧化碳的循环速 率以及染料本身的移染性有关 从表 看出 采用 静态染色时 二氧化碳流体静止不动 传质速率比较 慢 染料通过扩散边界层的时间比较长 染料的吸 附 扩散速率均比较慢 故静态染色时 不管是外层 中层 内层 织物的表观深度 值均比较低 匀染 性也比较差 相对而言 得色深度外层 内层 中 间层 匀染性外层 内层 中间层 这是因为超临 界二氧化碳染色时 流体从穿有微孔的不锈钢喷管 自内向外喷出 由于织物卷绕在多微孔喷管上 织物 的外层与二氧化碳流体接触充分 染料的上染相对 较容易 颜色最深 内层织物与二氧化碳流体通过不 锈钢喷管的微孔相接触 值次之 中间层织物 由于与二氧化碳没有直接接触 染料只有扩散通过 内 外 层织物后 才能上染 所以 值最低 随 着二氧化碳流体循环速率的增加 传质速率加快 纤 年 第 期纺织学报 维表面附近的扩散边界层变薄 染料的扩散速率加 快 所以织物的表观深度 值增加 内外层 值的差异变小 匀染性变好 当循环速率达到 1 时 织物的 值继续增大 内外层 值 基本相等 匀染性也得到明显改善 表3 循环速率对匀染性的影响 二氧化碳的循 环速率 值 外层 中间层 内层外层中间层内层 3 结 论 1超临界二氧化碳染色温度 压力提高 涤纶 织物的上染速率 上染率及 值增加 1织物要获得良好的匀染性 二氧化碳流体要 有合适的循环速率 1预定型对超临界二氧化碳染色有影响 当预 定型温度在 左右时 涤纶织物的 值 上染 率最低 参考文献 等著 吴霞玲译 聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维在超临 界二氧化碳中的染色行为 国外纺织技术 余志成等 预定型对涤纶纤维在超临界二氧化碳中收缩性能的 影响 纺织学报 第 卷第 期 年 月 纺 织 学 报 高效液相色谱在羊毛防毡缩整理中的应用研究 陆必泰 陈明珍 武汉科技学院 武汉 摘 要 介绍羊毛细胞间填充物结合领域的划分状况及其功能 高压液相色谱用于氨基酸含量分析的条件及羊毛细胞间填充物的 提取方法 试验结果表明 经聚氨酯整理剂整理后的羊毛 其提取物蛋白质成分含量较少 从而起到了保护羊毛细胞间填充物的 作用 关键词 高效液相色谱 羊毛 防毡缩整理 应用 中图分类号 1 文献标识码 文章编号 2 2 2 羊毛纤维由鳞片层和皮质层组成 鳞片层由片 状角质细胞组成 是羊毛纤维的外壳 而皮质层主要 是由 和 种皮质细胞组成 皮质 细胞 和鳞片层的表皮细胞 的接合部可分 为 和 个领域 而这些细 胞间的填充物又由 层和 层组成 它们起到连接 细胞的作用 并延伸到纤维内部 同时还具有导水管 的功能 其结构示意图如图 所示 图1 羊毛细胞间接合部示意图 羊毛 接合部的填充物 层 如果用纯 甲酸溶液进行提取 可以得到疏水性的蛋白质物质 若进一步用醋酸水溶液提取则可得到亲水性的 蛋白质物质 羊毛在加工以及服用过程中 成分容易从细胞间接合部中流出 为了保持羊毛纤 维原有的优良特性 在对羊毛进行防毡缩整理的同 时 保护 不遭破坏是非常必要的 羊毛防毡缩整理所使用的整理剂除必须具有能 和 蛋白质侧链上的碱性基反应的