基本信息
- 项目名称：
- 涤纶低温载体染色工艺及其助染机理研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目采用一种低毒、无臭、促染效果好、对皮肤没有刺激作用的环保型新型载体，对涤纶进行低温载体染色探索，研究了低温载体染色工艺及载体助染机理，目的在于降低印染企业机械、能源和生产周期等方面的费用，节约成本，降低能耗。同时解决高温对混纺织物中氨纶、羊毛、真丝等不耐高温纤维的影响问题，获得高品质的染色织物，为不耐高温的涤纶混纺织物染色提供了一条有效途径。
- 详细介绍：
- 目前涤纶染色主要采用高温高压法和热熔法，能耗高，用于涤纶与其他不耐高温纤维混纺织物染色时，会损伤其他纤维。而载体低温染色中常用的染色载体大多有毒有味，生物降解性差，染色后较难去除，造成染色牢度、织物强力下降，并对人体产生刺激作用，环境污染较为严重。本项目探索采用一种无毒、无臭、促染效果好、不降低染料亲和力、不影响色泽和牢度、对皮肤没有刺激作用、易于洗除的环保型新载体，进行涤纶低温载体染色工业化探索。目的在于降低印染企业机械、能源和生产周期等方面的费用，节约成本，降低能耗。同时解决高温对混纺织物中氨纶、羊毛、真丝等不耐高温纤维的影响问题，使各种纤维的优势得以充分发挥，获得高品质染色织物，为不耐高温涤纶混纺织物染色提供一条有效途径。 主要内容： （1）采用环保型载体甲基丙烯酸甲酯对涤纶及其混纺织物进行低温常压染色，研究甲基丙烯酸甲酯对涤纶分散染料染色性能的影响，研究染色动力学、染色热力学，构建染色模型，研究上染百分率、色牢度等染色性能，开发节能、高效、短流程染色工艺，降低染色温度，缩短染色时间。 （2）探索甲基丙烯酸甲酯染色助染机理，为涤纶分散染料低温载体染色提供理论依据。主要采用差热分析、扫描电镜、红外光谱等分析测试方法从涤纶结晶度、表面形态、化学变化等方面研究新型载体的助染机理。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 涤纶性能优异，可纯纺、混纺或交织，广泛用于服装、家用纺织品和产业用纺织品，主要采用分散染料高温高压法和热熔法进行染色。这两种染色方法都要有高温高压条件，存在工艺复杂、成本和能耗高等不足之处，使涤纶染色受到很大局限。近年来涤纶与其它纤维混纺织物应用更为广泛，一些不耐高温的纤维，如羊毛、蚕丝、醋纤、氨纶等与涤纶纤维混纺，染色温度受到限制。因此，进行涤纶低温常压染色工业化探索具有重要的理论和现实意义。
科学性、先进性及独特之处
- 本项目采用环保型载体甲基丙烯酸甲酯对涤纶及其混纺织物进行低温常压染色，研究甲基丙烯酸甲酯对涤纶分散染料染色性能的影响，研究染色动力学、染色热力学，构建染色模型，研究上染百分率、色牢度等染色性能，开发节能、高效、短流程染色工艺，降低染色温度，缩短染色时间。
应用价值和现实意义
- 本项目采用新型载体对涤纶进行低温载体染色探索，研究低温载体染色工艺及载体助染机理，目的在于降低印染企业机械、能源和生产周期等方面的费用，节约成本，降低能耗。同时解决高温对混纺织物中氨纶、羊毛、真丝等不耐高温纤维的影响问题，获得高品质的染色织物，为不耐高温的涤纶混纺织物染色提供了一条有效途径。 本项目开发出的环保型载体及涤纶混纺织物节能、高效、短流程、低温染色工艺可向广大印染企业进行推广应用。
学术论文摘要
- 本文在分散染料染浴中加入苯甲醇对涤纶进行染色，研究了苯甲醇对涤纶染色性能的影响。实验结果表明：在涤纶织物分散染料常压染色过程中，加入一定浓度的苯甲醇，可以降低涤纶的玻璃化温度，显著提高上染百分率和K/S值。
获奖情况
- 2009年9月：绍兴市首届大学生科技创新项目立项 2009年12月：浙江省大学生科技创新项目立项 2011年3月：《科技创新导报》发表论文一篇：苯甲醇存在下涤纶的分散染料低温染色
鉴定结果
- 2009年9月：绍兴市首届大学生科技创新项目立项已结题通过； 2009年12月：浙江省大学生科技创新项目立项已结题完成验收；
参考文献
- [1]. 王永宏、崔淑玲. 分散染料低温染色现状及趋势，毛纺科技，2006.25 [2]. 陶旭晨、李磊、何瑾馨. 涤纶织物低温染色，印染，2008. 13-16 [3] 吕世净.涤纶酸性染料常压染色初探.染料工业，1998.3 [4] 蔡翔. 分散染料助剂增溶染色理论和工艺研究. 东华大学博士论文，2002:21. [5] 陈荣圻.现代活性染料与分散染料的发展.上海染料，2007.3 [6] 祁珍明.新型涤纶染色载体对常规涤纶织物染色的影响.河北纺织，2001.1 [7] 黄茂福. 省能、省水、减少排污量的新助剂. 表面活性剂，2006(4):6. [8] 宋心远. 分散染料助剂增溶染色. 染整科技，1999，21(2):5-9. [9] Josè Valldeperas. Novel azobenzene derivatives containing a glucopyranoside moiety, Part II dyeing properties. Dyes and Pigments, 2000, 46(1):37-42 [10] Young-A. Son. An approach to the dyeing of polyester fiber using indigo and its extended wash fastness properties. Department of Textile Engineering, 1999, 42(2):305-764
同类课题研究水平概述
- 涤纶的染色方法主要有高温高压染色法、热熔染色法、载体染色法。 1．高温高压染色法 高温高压法染色温度一般在130℃左右，此时水对涤纶的增塑作用较大，使纤维的玻璃化温度降低，纤维分子链段运动较剧烈，分子间微隙增大，有利于分散染料进入纤维内部和提高染料的上染量；在高温高压条件下，分散染料在染液中的溶解度提高，染液中以分子状态存在的染料较多，染料在纤维内的扩散速率较高，使分散染料上染涤纶的速率大大提高。染色结束后，当温度降至玻璃化温度以下时，纤维分子键段运动停止，自由体积缩小，染料与纤维通过范德华力、氢键以及机械作用而固着在纤维内。 2．热熔染色法 热熔染色法是轧染加工，通过浸扎的方式使染料附着在纤维表面，烘干后在干热条件下对织物进行热熔处理，而且热熔时间较短。热熔染色法是目前涤棉混纺织物染色的主要方法，以连续化轧染生产方式为主，生产效率高，尤其适用于大批量生产。热熔染色法的缺点是设备占地面积大，同时对使用的染料有一定的条件限制，染料的利用率较高温高压法低。在高温热熔染色中，要根据染料的耐热性能，选择适当的热熔温度和时间。在实际染色时，染料的转移不可能是完全的，造成棉的沾色，可采用还原清洗或皂洗进行染后处理。 3．载体染色法 载体对涤纶有较大的亲和力，能显著地加快染料的上染，使分散染料对涤纶的染色可采用常压设备进行染液内的载体能很快吸附到纤维表面，在纤维表面形成一载体层，并不断地扩散到纤维内部。载体对涤纶有膨化、增塑作用，使纤维的玻璃化温度降低，从而使涤纶能在100℃以下染色。此外，载体对染料有增溶作用，吸附在纤维表面的载体层可溶解较多的染料，使纤维表面的染料分子浓度增加，提高了纤维表面和内部的染料浓度差，加快染料的扩散速率。载体染色法可降低染色温度，对涤毛混纺产品的染色有实用价值。 除了上述染色方法外，近年来一些高新技术也应用到聚酯纤维染色工艺上，如微波技术在聚酯纤维染色中的应用、超声波技术在聚酯纤维染色中的应用、分散染料超临界二氧化碳流体染色方法、分散染料碱性染色法等。国外有报道称，涤纶用分散染料在乙烯基单体、过氧化氢作用下可以在85℃染色，其作用不是接枝也不是均聚化，单体的类型、浓度，分散染料及过氧化氢浓度还有染色时间和温度影响染色深度，此外，还可以从超声波改性涤纶、双十二碳烯基二甲基溴化铵促染、酸性染料常温染色及等离子体处理涤纶方面进行初步探讨。
