炭黑原液着色粘胶纤维颜色深度提升方法的研究
发布时间：2021-04-11 10:22
与传统粘胶纤维着色方式相比,原液着色粘胶纤维具有生产方式节能减排、纤维色牢度优良和色泽均匀等优点。然而,炭黑粘胶纤维原液着色用的主要着色剂,炭黑在粘胶纤维内以颗粒状态分布,导致炭黑原液着色粘胶纤维很难染得深色,因而提高炭黑原液着色粘胶纤维的着色深度具有重要意义。基于以上分析,本文系统研究了原液着色粘胶纤维制备工艺条件、炭黑表面结构及纤维结构和原液着色粘胶纤维黑度的关系,且探究了炭黑及增深整理对原液着色粘胶纤维结构和性能的影响,具体研究内容如下:首先,研究了粘胶纤维原液着色工艺,结果表明:采用MA-100型炭黑为着色剂且用量为3%,M-p（St-MA）为分散剂且用量为20%,制备的超细炭黑/粘胶纤维素膜具有较高的黑度。超细炭黑在粘胶纤维内的扩散行为研究表明:凝固浴温度为40°C,硫酸质量分数为10%时,M-p（St-MA）在粘胶纤维内的扩散速率较低,超细炭黑在粘胶纤维内分布均匀,制备的原液着色粘胶纤维黑度较高。在超细炭黑用量相同时,原液着色粘胶纤维的直径越小,粘胶纤维的黑度越高。其次,探讨了研究超细氧化炭黑对原液着色粘胶纤维结构和性能的影响,结果表明:超细氧化炭黑的粒径为154.8 nm...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
粘胶纤维纺丝工艺流程
第一章绪论1第一章绪论1.1粘胶纤维1.1.1粘胶纤维的结构粘胶纤维是指以棉籽绒、木浆和天然纤维素纤维为原料，经强碱浸渍、压榨、粉碎、老成和黄化等工序制成纤维素黄原酸酯，研磨后再溶于稀碱液制成粘胶，最后经过滤、中间桶、脱泡、纺丝、牵伸等工序而制成的化学纤维[1,2]，其纺丝工艺流程见图1-1。粘胶纤维是一类工业化生产早、制备技术十分成熟、生产规模巨大、品种丰富和用途非常广泛的化学纤维[3]。图1-1粘胶纤维纺丝工艺流程Fig.1-1Spinningprocessofviscosefiber粘胶纤维分子结构中主要包括C、O和H元素，通过葡萄糖分子脱水缩合形成线性高分子化合物[4-7]。根据粘胶纤维素分子间的排列情况，粘胶纤维的超分子结构可以分为结晶类型，取向类型和原纤类型。研究表明，粘胶纤维是一类部分结晶的高分子化合物，其晶胞参数和纤维素Ⅱ的晶胞参数接近[8-10]。在显微镜下观察粘胶纤维的表面和断面形态结构，可以看到粘胶纤维的纵向为平直的柱体，且有深浅不一的沟壑；粘胶纤维的断面呈不规则的锯齿形，且粘胶纤维断面有皮芯层，其中皮层的结构致密，芯层的结构比较疏松[11]。图1-2粘胶纤维的分子结构Fig.1-2Molecularstructureofviscosefiber
第二章原液着色纺丝工艺对粘胶纤维颜色深度的影响11在凝固浴中放置10min,得到粘胶纤维素薄膜，经过多次水洗，将薄膜贴在干净的四氟乙烯板上，室温下干燥，制得超细炭黑/粘胶纤维素膜。2.3.3原液着色粘胶纤维的制备将定量超细炭黑和粘胶纺丝液混合，在300r/min条件下搅拌30min,得到混合均匀的炭黑/粘胶纺丝液，将其通过实验室注射泵恒速（0.02μL/min）注入到凝固浴中（10%H2SO4,5%Na2SO4,5%ZnSO4），粘胶纤维从凝固浴中析出，经过多次水洗，室温下干燥，得到原液着色粘胶纤维，实验室纺丝过程如图2-1所示。图2-1原液着色粘胶纤维实验室纺丝示意图Fig.2-1Spinningschematicdiagramofdopedyeingviscosefiberinlaboratory2.3.4超细炭黑在凝固浴中扩散行为测定M-p(St-MA)的最大吸收波长，然后制备不同硫酸质量分数（分别为5%、10%、15%、20%、25%）的凝固浴，凝固浴温度控制在40°C，通过注射泵将混合均匀的超细炭黑/粘胶纺丝液恒速注入凝固浴中，间隔5分钟测定凝固浴的吸光度A1，设置空白样（未添加超细炭黑），将粘胶纺丝液恒速注入到凝固浴中，间隔5分钟测定凝固浴的吸光度A0，根据公式2-1计算析出到凝固浴中分散剂的浓度c，最后通过Origin拟合析出到凝固浴中的分散剂浓度和纺丝时间的关系，得到凝固浴浓度对分散剂扩散行为的影响。同样的方法设置实验，探究凝固浴温度对分散剂扩散行为的影响。C=10（2-1）其中a为吸光系数，单位L/(g·cm)，b为光在样本中经过的距离（通常为比色皿的厚度），单位cm2.4表征及性能测试2.4.1超细炭黑的粒径和粒度分布首先取0.5ml超细炭黑，然后用去离子水稀释1000倍，采用Nano-ZS90型粒度分析仪测试超细炭黑的粒径和粒度分布。2.4.2纤维和纤维素膜的颜色性能测试
【参考文献】：
期刊论文
[1]粘胶纤维原液着色用超细炭黑的制备及应用[J]. 杜长森,刘烯,宋文强,王冬,付少海. 人造纤维. 2019(05)
[2]氧等离子体处理对国产芳III纤维表面性能的影响[J]. 王静,任航,陈平,时晨,任荣. 材料研究学报. 2018(01)
[3]淡竹叶抗菌再生纤维素纤维制备及性能研究[J]. 赵艳芹,于湖生,吴娇. 针织工业. 2017(08)
[4]炭黑/Lyocell纤维素膜的制备及其性能[J]. 孙伟泽,张丽平,李敏,杜长森,王春霞,付少海. 纺织学报. 2017(03)
[5]N-甲基吗啉-N-氧化物基超细炭黑的制备[J]. 孙伟泽,李敏,张丽平,王春霞,付少海,籍晓倩. 纺织学报. 2016(11)
[6]颜料对原液着色粘胶纤维结构与性能的影响[J]. 陈莉娜,孔繁荣,许瑞超. 上海纺织科技. 2016(03)
[7]原液着色黏胶纤维的弹性分析[J]. 孔繁荣,陈莉娜,杨明霞. 河南工程学院学报(自然科学版). 2015(04)
[8]原液着色黏胶纤维的拉伸性能研究[J]. 陈莉娜,孔繁荣,许瑞超. 河南工程学院学报(自然科学版). 2014(01)
[9]粘胶纤维原液着色超细紫色色浆分散性及纤维性能[J]. 孙贵生,万强,毕其兵. 人造纤维. 2010(05)
[10]Comparison between the Direct Dyeing Kinetics of Bamboo and Conventional Viscose Fibers[J]. 曹机良,唐人成,陈文政. Journal of Donghua University（English Edition）. 2010(03)
博士论文
[1]粘胶纤维表面改性技术及机理的研究[D]. 王淑花.太原理工大学 2008
硕士论文
[1]天然色素有色纤维的制备及其性能研究[D]. 王杨柳.中原工学院 2019
[2]阻燃黏胶纤维染色性能的研究[D]. 殷婷.东华大学 2017
[3]Lyocell纤维原液着色用超细颜料的制备及其性能研究[D]. 张凯.江南大学 2012
[4]还原染料在粘胶纺液着色加工中的应用研究[D]. 潘建君.东华大学 2007
本文编号：3131081
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
粘胶纤维纺丝工艺流程
第一章绪论1第一章绪论1.1粘胶纤维1.1.1粘胶纤维的结构粘胶纤维是指以棉籽绒、木浆和天然纤维素纤维为原料，经强碱浸渍、压榨、粉碎、老成和黄化等工序制成纤维素黄原酸酯，研磨后再溶于稀碱液制成粘胶，最后经过滤、中间桶、脱泡、纺丝、牵伸等工序而制成的化学纤维[1,2]，其纺丝工艺流程见图1-1。粘胶纤维是一类工业化生产早、制备技术十分成熟、生产规模巨大、品种丰富和用途非常广泛的化学纤维[3]。图1-1粘胶纤维纺丝工艺流程Fig.1-1Spinningprocessofviscosefiber粘胶纤维分子结构中主要包括C、O和H元素，通过葡萄糖分子脱水缩合形成线性高分子化合物[4-7]。根据粘胶纤维素分子间的排列情况，粘胶纤维的超分子结构可以分为结晶类型，取向类型和原纤类型。研究表明，粘胶纤维是一类部分结晶的高分子化合物，其晶胞参数和纤维素Ⅱ的晶胞参数接近[8-10]。在显微镜下观察粘胶纤维的表面和断面形态结构，可以看到粘胶纤维的纵向为平直的柱体，且有深浅不一的沟壑；粘胶纤维的断面呈不规则的锯齿形，且粘胶纤维断面有皮芯层，其中皮层的结构致密，芯层的结构比较疏松[11]。图1-2粘胶纤维的分子结构Fig.1-2Molecularstructureofviscosefiber
第二章原液着色纺丝工艺对粘胶纤维颜色深度的影响11在凝固浴中放置10min,得到粘胶纤维素薄膜，经过多次水洗，将薄膜贴在干净的四氟乙烯板上，室温下干燥，制得超细炭黑/粘胶纤维素膜。2.3.3原液着色粘胶纤维的制备将定量超细炭黑和粘胶纺丝液混合，在300r/min条件下搅拌30min,得到混合均匀的炭黑/粘胶纺丝液，将其通过实验室注射泵恒速（0.02μL/min）注入到凝固浴中（10%H2SO4,5%Na2SO4,5%ZnSO4），粘胶纤维从凝固浴中析出，经过多次水洗，室温下干燥，得到原液着色粘胶纤维，实验室纺丝过程如图2-1所示。图2-1原液着色粘胶纤维实验室纺丝示意图Fig.2-1Spinningschematicdiagramofdopedyeingviscosefiberinlaboratory2.3.4超细炭黑在凝固浴中扩散行为测定M-p(St-MA)的最大吸收波长，然后制备不同硫酸质量分数（分别为5%、10%、15%、20%、25%）的凝固浴，凝固浴温度控制在40°C，通过注射泵将混合均匀的超细炭黑/粘胶纺丝液恒速注入凝固浴中，间隔5分钟测定凝固浴的吸光度A1，设置空白样（未添加超细炭黑），将粘胶纺丝液恒速注入到凝固浴中，间隔5分钟测定凝固浴的吸光度A0，根据公式2-1计算析出到凝固浴中分散剂的浓度c，最后通过Origin拟合析出到凝固浴中的分散剂浓度和纺丝时间的关系，得到凝固浴浓度对分散剂扩散行为的影响。同样的方法设置实验，探究凝固浴温度对分散剂扩散行为的影响。C=10（2-1）其中a为吸光系数，单位L/(g·cm)，b为光在样本中经过的距离（通常为比色皿的厚度），单位cm2.4表征及性能测试2.4.1超细炭黑的粒径和粒度分布首先取0.5ml超细炭黑，然后用去离子水稀释1000倍，采用Nano-ZS90型粒度分析仪测试超细炭黑的粒径和粒度分布。2.4.2纤维和纤维素膜的颜色性能测试
【参考文献】：
期刊论文
[1]粘胶纤维原液着色用超细炭黑的制备及应用[J]. 杜长森,刘烯,宋文强,王冬,付少海. 人造纤维. 2019(05)
[2]氧等离子体处理对国产芳III纤维表面性能的影响[J]. 王静,任航,陈平,时晨,任荣. 材料研究学报. 2018(01)
[3]淡竹叶抗菌再生纤维素纤维制备及性能研究[J]. 赵艳芹,于湖生,吴娇. 针织工业. 2017(08)
[4]炭黑/Lyocell纤维素膜的制备及其性能[J]. 孙伟泽,张丽平,李敏,杜长森,王春霞,付少海. 纺织学报. 2017(03)
[5]N-甲基吗啉-N-氧化物基超细炭黑的制备[J]. 孙伟泽,李敏,张丽平,王春霞,付少海,籍晓倩. 纺织学报. 2016(11)
[6]颜料对原液着色粘胶纤维结构与性能的影响[J]. 陈莉娜,孔繁荣,许瑞超. 上海纺织科技. 2016(03)
[7]原液着色黏胶纤维的弹性分析[J]. 孔繁荣,陈莉娜,杨明霞. 河南工程学院学报(自然科学版). 2015(04)
[8]原液着色黏胶纤维的拉伸性能研究[J]. 陈莉娜,孔繁荣,许瑞超. 河南工程学院学报(自然科学版). 2014(01)
[9]粘胶纤维原液着色超细紫色色浆分散性及纤维性能[J]. 孙贵生,万强,毕其兵. 人造纤维. 2010(05)
[10]Comparison between the Direct Dyeing Kinetics of Bamboo and Conventional Viscose Fibers[J]. 曹机良,唐人成,陈文政. Journal of Donghua University（English Edition）. 2010(03)
博士论文
[1]粘胶纤维表面改性技术及机理的研究[D]. 王淑花.太原理工大学 2008
硕士论文
[1]天然色素有色纤维的制备及其性能研究[D]. 王杨柳.中原工学院 2019
[2]阻燃黏胶纤维染色性能的研究[D]. 殷婷.东华大学 2017
[3]Lyocell纤维原液着色用超细颜料的制备及其性能研究[D]. 张凯.江南大学 2012
[4]还原染料在粘胶纺液着色加工中的应用研究[D]. 潘建君.东华大学 2007
本文编号：3131081
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