酸性染料锦纶染色残液回用方案的建立与应用

发布时间：2020-05-01 02:58

【摘要】：印染生产中存在较高的能耗与污染问题,特别是近年来在不断缩减能耗和污水排放量的趋势下,节能降耗技术的研发是学术界与工业界关注的重点。染色残液回用技术是指将染色后的残液直接补充部分染料和助剂后再用于染色的方法,该方法不仅可减轻污水处理负担,还可以提高染化料的利用率,具有较高的工业应用价值。但残液回用时,染料和助剂的补加用量较难确定,且色光难控制,染色残液回用技术的实际应用受到影响。本文以锦纶酸性染料染色为例,采用“染料补加量理论计算-建立实际用量调整因子—实际用量调整-结果验证”的思路,建立染料残液回用的应用方案。首先,采用紫外可见分光光度计,建立浓度分析方法;再通过浓度分析方法确定残液回用理论补加量;随后分析实际补加量与理论补加量之间的关系,计算出调整因子,提高染色残液回用的准确性;最后,通过中试生产进行残液回用,分析本研究回用方案的可行性。具体研究内容如下:(1)采用紫外可见分光光度计,建立针对二组分、三组分染液的浓度分析方法。运用最大吸收波长-联立方程法、吸收光谱峰面积法、比值导数法,比较各方法所测染料含量和实际量的误差。染液浓度在1×10~(-3)~80×10~(-3)g/L时,针对二组分染液的三种方法相对误差均可控制2.15%以内,其中最大吸收波长-联立方程法计算最为简单,实用性最强。三组分染液分析时,三种计算方法的准确性均小于二组分浓度分析方法,方法准确性顺序为:最大吸收波长-联立方程法吸收光谱峰面积法零交点比光谱-导数吸光度法,当染料浓度为1.8×10~(-3)~30×10~(-3)g/L时,零交点比光谱-导数吸光度法相对误差控制在6.50%以内,可用于三组分染液浓度分析。(2)以染料浓度分析方法为基础,计算残液中染料的浓度,确定染料补加量的理论值。根据最终的染色效果评价方案(判断条件:K/S值和反射率曲线重合性好,Lab值稳定,ΔE1,牢度和匀染性),对染色配方进行修正调整,确定实际补加量。通过对浓度范围与溶液组成(双组分、三组分)各异的多种残液回用情况分析,建立染料补加用量理论计算值和实际值之间的数据关系。单组分残液回用时,实际值等于理论值。二组分残液回用时,理论计算值与实际补加值呈现较好的线性关系,酱红B、黄2R、藏青PA-01三种染料的计算调整因子分别为2.23%、0.71%、2.82%,染料的上染百分率是影响调节因子的主要因素,上染百分率与染料之间的竞染作用是影响回用实际补加量的主要因素。三组分残液回用时,理论计算值与实际补加值同样具有较好的线性关系,酱红B、黄2R、藏青PA-01三种染料的计算调整因子为-1.86%、-1.15%、1.94%,结果表明,染料之间的竞染作用、染料饱和吸附量影响三组分染料补加量。(3)以实验室残液回用方案为基础,将其应用于中试生产中,并对残液染色面料进行色差测试。回用方案同样具有较高的准确性,不同配方的染色残液均可回用三次;采用酱红B、黄2R和藏青PA-01两双拼中样染色加工时,回用液染色面料ΔE0.7,三拼中样染色加工时,回用液染色面料ΔE1.0;采用LD黑染色时,回用液染色面料ΔE0.5。
【图文】：

装置图,光纤光谱仪,装置图

解决了浓度引起的监测误差，为未来在线监控提供可行性参考依据，光纤光谱仪装置图，如图1.1 所示。图 1.1 光纤光谱仪装置图紫外分光光度计的发展及其在染料浓度的定量分析上的运用，可以了解染料的上染情况，优化染色过程，从而达到间接性地监控染色设备和控制染色过程的目的，为残液回用提供基础。UV-Vis 是基于朗伯-比尔（Lambert-Beer，BL）理论的一种分析方法。均一透明的有色溶液被一束平行光穿透时，溶液的吸光度 A 与光程（溶液厚度 b）和溶液浓度 C 的乘积呈正比关系。其工作原理是利用物质对不同波长光的选择吸收现象来进行物质的定量分析。基于紫外分光光度法下，用于浓度计算的主要方

曲线面,定积分,布图,积分

图 1.2 定积分曲线面积分布图 1.2 为曲线面积积分图，通常在区间[m,n]内 X 轴上进行无线分割成若间[m,x1]，[x1,x2]，[x2,x3]，...,[xn-1,n]，每个小区间的长度为Δxi=xi+1-xi。的点做 Y 轴平行线，记做 x=xi，曲线面积 Sm-n-f（n）-f（m）可以将其看做是限面积ΔS1，ΔS2，ΔS3，ΔSi，...ΔSn（ΔSn为点 xn-1，n，f(n)，f(xn-1)所围）之和，记作 ni1iS S。由于 y=f(λ)为连续函数，当且仅当 n 无限大时xξi)Δxi,其中 xξi∈[xi,xi+1]，曲线面积 S 为： fξdxnmiS （）。测多组分溶液中含有 n 种不同的染料 Da，Db，Dc, ...Dn，相对应的浓度a，Cb，，...Cn。在紫外可见光测量范围内，0.9 倍的最大吸光度(记作 0.9A波长区间范围分别为λ[a1,a2]，λ[b1,b2]，λ[c1,c2]，...λ[n1,n2]。由于单一波长下的有加和性，定积分性质知，曲线面积可以看做是“无线个极限点面积”
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS193.636;X791

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