聚酰胺纤维原液着色红母粒的制备及其性能研究
发布时间：2022-01-28 01:32
聚酰胺（PA）纤维作为合成纤维的重要品种,具有优异的回弹性、强度,耐磨、化学稳定性较好,在服装、家纺等领域应用广泛。目前制备有色聚酰胺织物的常规方法主要采用染色法,染色工序会产生大量废水、能耗高且制品的色牢度低。与之相比采用原液着色法将颜料以色母粒形式在纺丝过程中加入具有低能耗、低污染、高色牢度等优点,但聚酰胺纤维加工温度高、原液着色法对着色剂的分散和耐温性提出了更高的要求,此外酰胺基团的末端活性使其容易产生变色现象,相关的系统性研究较少。针对目前的情况,本课题以聚酰胺中广泛应用的聚酰胺6为基体,采用原液着色法成功制备了聚酰胺色母粒、色板和红色纤维,系统研究了颜料的种类、用量及不同表面处理剂对聚酰胺体系色彩性能、力学性能和可纺性等性能的影响。本文首先研究了三种不同结构的有机颜料:苝系颜料、偶氮类颜料、吡咯并吡咯二酮类（DPP）颜料对原液着色聚酰胺色母粒、色板和红色纤维性能的影响。采用红外分析仪、扫描电镜、测色仪、声速取向、万能拉伸试验机等表征手段系统评价了颜料与聚酰胺体系的色彩性能、力学性能等之间关系。结果表明:与PA/偶氮颜料体系、PA/DPP颜料体系相比,苝系颜料在聚酰胺色母粒中团...
【文章来源】：北京化工大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－８颜料颗粒状态??Ｆｉｇ．?１－８?Ｐｉｇｍｅｎｔ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｔａｔｅ??为了获得高着色力，颜色均一的产品，颜料必须在树脂基体及其他介质中保??
产品质量降低，限制了其在很多方面的应用［４８＃］。分散剂和颜料具有良好的??相容性，不仅可以快速润湿颜料、稳定分散效果、还能降低体系黏度、改善熔融??流动性，为解决颜料粒子团聚问题，提高可纺性，通常在加工过程中添加适量的??分散剂。??Ｅｄ＝?－?Ａ?ｒＬ?ｃｏｓ?０?＝?－?Ａ（ｒｓ－ｒｓＬ）?式（１－１）??其中，ｒｓ，ｆｌ分别为颜料、润湿剂的表面张力，Ｎ／ｃｍ??ｒＳＬ—颜料和润湿剂间的表面张力，Ｎ／ｃｍ??Ａ—颜料的表面积，ｃｍ??０?—颜料和润湿剂间的接触角。??以图１－９?（ａ）为例并结合１－１公式可得到：当０?＜９０°时，Ｅｄ为负，接触??角越小，丨Ｅｄ｜越大，液相越容易铺展在固相上，颜料可以被润湿；当０＞９〇°时，??Ｅｄ为正，以图１－９?（ｂ）为例，颜料不容易被润湿剂润湿、。??７７７７７７７７７７７／ｎ７７７／］７７７７７７７７７／／７Ｔ?１７７７７Ｔ７７Ｔ７ｍｒｎ７７７／７７７７７７７Ｔ７７７７７ｎ７７ｒ??固相?固相??（ａ）接触角０＜９〇。?（ｂ）接触角０＞９〇。??图１－９液相在固相表面润湿情况??Ｆｉｇ．?１－９?Ｗｅｔｔｉｎｇ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌｉｑｕｉｄ?ｐｈａｓｅ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｏｌｉｄ?ｓｕｒｆａｃｅ??传统分散剂，分子结构具有亲水和亲油两种基团，亲水基团能与颜填料表面??结合，使颜料表面亲油，提高了和基体间亲和力。聚乙烯蜡是低分子量聚合物，??熔融后可以快速将颜料渗透润湿，削弱内聚力，传递剪切力，从而降低了团聚的??风险，促进颜料在基体中的分散，同时也提高了体系的流动性。传统分散剂在最??佳用量范围内，能够提高颜料的着色力、改善加工性能，是塑料、纤维加工过程??中常用
?北京化工大学硕士学位论文???佳分散剂配方、通过单螺杆纺丝机熔融纺丝制备原液着色聚酰胺红色纤维。??２．３实验流程??聚酰胺切片分为纺丝级、拉膜级、挤塑级、注塑级，实验采用纤维级聚酿胺。??相同质量的聚酰胺粉料与粒料相比，粉料的比表面积更大，更容易和颜料混合均??匀，因此制备预混料时采用聚酰胺粉料。实验具体的工艺流程如下。??—｜加工性能??Ｍ?＾?鹭一?????ｇ?—造—母?分散性能ｊ?［色紐能??ｎ?粒?籽??ｐ．?????ｆ－?－?＾?＾?ｉ?—?分散性能ｉ??｜?ＰＡ粉料｜?￣?｜烘干?????ＰＡ?混合?￣￣＇??分散剂?粒一［￣Ｌ?口！纺—住??｜?Ｌ＿Ｊ?￣一｜纺丝｜?１微观形貌ｊ????力学性能??图２－１实验流程??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??２．４性能测试与表征??２．４．１傅里叶红外分析??测量扫描ＡＯＯＯ－ＳＯＯｅｍ－１内几种颜料、分散剂的红外光谱。??２．４．２粒径分布测试??将一定量颜料粉末置于无水乙醇中，配制浓度为ｌｗｔ％。的溶液，超声波震荡??处理２０ｍｉｎ。利用胶头滴管吸取少量溶液于比色皿中，采用Ｚｅｔａ?ＰＡＬＳ粒度分析??仪对颜料的粒径大小和分布进行测试。??２．４．３扫描（ＳＥＭ）电镜测试??对颜料和纤维样品的表面进行喷金处理，观察颜料、纤维的表面形貌。取双??螺杆挤出机挤出的聚酰胺长样条，将样条置于液氮中、淬断、喷金处理并观察样??条断面的形貌特征。??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]锦纶弱酸性染料的染色牢度及改进[J]. 朱牧野,童淑华. 染整技术. 2019(09)
[2]颜料的物理形态对塑料着色性能影响(续)[J]. 陈信华. 塑料助剂. 2019(04)
[3]氧化石墨烯的表面改性及对尼龙6纤维的力学增强作用[J]. 季翔,于斌,苏娟娟,丁尔民,谭延坤,朱斐超,韩建. 高分子材料科学与工程. 2019(08)
[4]CIE L*a*b*颜色模型在烟草中的应用研究进展[J]. 于国锋,冯媛,郑宏伟,苏海建,乔治. 河南农业科学. 2019(02)
[5]我国化纤母粒行业发展现状及趋势[J]. 万雷,李德利,吴文静,李增俊,张凌清,吉鹏,王华平. 纺织导报. 2019(01)
[6]聚酰胺改性技术及改性产品研究进展[J]. 孙振华. 纺织科学与工程学报. 2018(04)
[7]超分散剂的发展及前景[J]. 黄山. 化工设计通讯. 2018(05)
[8]11-氨基十一酸改性PA6的制备及性能研究[J]. 李益仁,汤廉,吉鹏,郝莱丹,唐自远,王朝生. 合成纤维. 2018(03)
[9]分散剂对PA6纤维蓝色母粒着色性能的影响[J]. 李建平,乔辉,丁筠,武艳杰,李珊珊,盛平厚,金剑. 工程塑料应用. 2018(02)
[10]生物质石墨烯改性聚酰胺6母粒及纤维的制备和性能[J]. 马勇,王双成,吕冬生,唐一林. 合成纤维. 2017(10)
硕士论文
[1]吸光发热远红外聚酰胺6纤维的制备及其性能研究[D]. 黄家鹏.东华大学 2019
[2]高近红外反射稀土颜料的制备与性能研究[D]. 肖瑜.江西理工大学 2018
[3]生物基尼龙56的结晶、动态热力学及流变性能研究[D]. 吴田田.东华大学 2017
[4]无机环保颜料钴蓝在色母粒及塑料中的应用[D]. 林光强.北京化工大学 2012
[5]C.I.颜料红149的合成及颜料化研究[D]. 费久佳.大连理工大学 2000
本文编号：3613439
【文章来源】：北京化工大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－８颜料颗粒状态??Ｆｉｇ．?１－８?Ｐｉｇｍｅｎｔ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｔａｔｅ??为了获得高着色力，颜色均一的产品，颜料必须在树脂基体及其他介质中保??
产品质量降低，限制了其在很多方面的应用［４８＃］。分散剂和颜料具有良好的??相容性，不仅可以快速润湿颜料、稳定分散效果、还能降低体系黏度、改善熔融??流动性，为解决颜料粒子团聚问题，提高可纺性，通常在加工过程中添加适量的??分散剂。??Ｅｄ＝?－?Ａ?ｒＬ?ｃｏｓ?０?＝?－?Ａ（ｒｓ－ｒｓＬ）?式（１－１）??其中，ｒｓ，ｆｌ分别为颜料、润湿剂的表面张力，Ｎ／ｃｍ??ｒＳＬ—颜料和润湿剂间的表面张力，Ｎ／ｃｍ??Ａ—颜料的表面积，ｃｍ??０?—颜料和润湿剂间的接触角。??以图１－９?（ａ）为例并结合１－１公式可得到：当０?＜９０°时，Ｅｄ为负，接触??角越小，丨Ｅｄ｜越大，液相越容易铺展在固相上，颜料可以被润湿；当０＞９〇°时，??Ｅｄ为正，以图１－９?（ｂ）为例，颜料不容易被润湿剂润湿、。??７７７７７７７７７７７／ｎ７７７／］７７７７７７７７７／／７Ｔ?１７７７７Ｔ７７Ｔ７ｍｒｎ７７７／７７７７７７７Ｔ７７７７７ｎ７７ｒ??固相?固相??（ａ）接触角０＜９〇。?（ｂ）接触角０＞９〇。??图１－９液相在固相表面润湿情况??Ｆｉｇ．?１－９?Ｗｅｔｔｉｎｇ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌｉｑｕｉｄ?ｐｈａｓｅ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｏｌｉｄ?ｓｕｒｆａｃｅ??传统分散剂，分子结构具有亲水和亲油两种基团，亲水基团能与颜填料表面??结合，使颜料表面亲油，提高了和基体间亲和力。聚乙烯蜡是低分子量聚合物，??熔融后可以快速将颜料渗透润湿，削弱内聚力，传递剪切力，从而降低了团聚的??风险，促进颜料在基体中的分散，同时也提高了体系的流动性。传统分散剂在最??佳用量范围内，能够提高颜料的着色力、改善加工性能，是塑料、纤维加工过程??中常用
?北京化工大学硕士学位论文???佳分散剂配方、通过单螺杆纺丝机熔融纺丝制备原液着色聚酰胺红色纤维。??２．３实验流程??聚酰胺切片分为纺丝级、拉膜级、挤塑级、注塑级，实验采用纤维级聚酿胺。??相同质量的聚酰胺粉料与粒料相比，粉料的比表面积更大，更容易和颜料混合均??匀，因此制备预混料时采用聚酰胺粉料。实验具体的工艺流程如下。??—｜加工性能??Ｍ?＾?鹭一?????ｇ?—造—母?分散性能ｊ?［色紐能??ｎ?粒?籽??ｐ．?????ｆ－?－?＾?＾?ｉ?—?分散性能ｉ??｜?ＰＡ粉料｜?￣?｜烘干?????ＰＡ?混合?￣￣＇??分散剂?粒一［￣Ｌ?口！纺—住??｜?Ｌ＿Ｊ?￣一｜纺丝｜?１微观形貌ｊ????力学性能??图２－１实验流程??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??２．４性能测试与表征??２．４．１傅里叶红外分析??测量扫描ＡＯＯＯ－ＳＯＯｅｍ－１内几种颜料、分散剂的红外光谱。??２．４．２粒径分布测试??将一定量颜料粉末置于无水乙醇中，配制浓度为ｌｗｔ％。的溶液，超声波震荡??处理２０ｍｉｎ。利用胶头滴管吸取少量溶液于比色皿中，采用Ｚｅｔａ?ＰＡＬＳ粒度分析??仪对颜料的粒径大小和分布进行测试。??２．４．３扫描（ＳＥＭ）电镜测试??对颜料和纤维样品的表面进行喷金处理，观察颜料、纤维的表面形貌。取双??螺杆挤出机挤出的聚酰胺长样条，将样条置于液氮中、淬断、喷金处理并观察样??条断面的形貌特征。??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]锦纶弱酸性染料的染色牢度及改进[J]. 朱牧野,童淑华. 染整技术. 2019(09)
[2]颜料的物理形态对塑料着色性能影响(续)[J]. 陈信华. 塑料助剂. 2019(04)
[3]氧化石墨烯的表面改性及对尼龙6纤维的力学增强作用[J]. 季翔,于斌,苏娟娟,丁尔民,谭延坤,朱斐超,韩建. 高分子材料科学与工程. 2019(08)
[4]CIE L*a*b*颜色模型在烟草中的应用研究进展[J]. 于国锋,冯媛,郑宏伟,苏海建,乔治. 河南农业科学. 2019(02)
[5]我国化纤母粒行业发展现状及趋势[J]. 万雷,李德利,吴文静,李增俊,张凌清,吉鹏,王华平. 纺织导报. 2019(01)
[6]聚酰胺改性技术及改性产品研究进展[J]. 孙振华. 纺织科学与工程学报. 2018(04)
[7]超分散剂的发展及前景[J]. 黄山. 化工设计通讯. 2018(05)
[8]11-氨基十一酸改性PA6的制备及性能研究[J]. 李益仁,汤廉,吉鹏,郝莱丹,唐自远,王朝生. 合成纤维. 2018(03)
[9]分散剂对PA6纤维蓝色母粒着色性能的影响[J]. 李建平,乔辉,丁筠,武艳杰,李珊珊,盛平厚,金剑. 工程塑料应用. 2018(02)
[10]生物质石墨烯改性聚酰胺6母粒及纤维的制备和性能[J]. 马勇,王双成,吕冬生,唐一林. 合成纤维. 2017(10)
硕士论文
[1]吸光发热远红外聚酰胺6纤维的制备及其性能研究[D]. 黄家鹏.东华大学 2019
[2]高近红外反射稀土颜料的制备与性能研究[D]. 肖瑜.江西理工大学 2018
[3]生物基尼龙56的结晶、动态热力学及流变性能研究[D]. 吴田田.东华大学 2017
[4]无机环保颜料钴蓝在色母粒及塑料中的应用[D]. 林光强.北京化工大学 2012
[5]C.I.颜料红149的合成及颜料化研究[D]. 费久佳.大连理工大学 2000
本文编号：3613439
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