pla 纤维染色热力学研究

《pla 纤维染色热力学研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、PLA纤维染色热力学研究2009-07-29来源:印染在线  点击次数：1273  　PLA纤维染色热力学研究曾丽平1，郭申2，傅忠君3，于鲁汕31.陕西科技大学材料学院，西安（710021）2.富维薄膜（山东）有限公司，山东潍坊（261061）3.山东理工大学化工学院，山东淄博（255049）摘要：选用偶氮染料C.I.分散红74对聚乳酸针织面料进行染色，研究了三种染色助剂对针织聚乳酸纤维面料染色热力学参数的影响。聚乳酸纤维针织面料对分散染料的吸附符合Nernst吸附。作出了针织聚乳酸纤维吸附等温线，确定了聚乳酸纤维的有效吸附体积Var，在所得结果的基础上计算出染

2、色亲和力、染色热、染色熵。研究结果表明，用C.I.分散红74在高温下染色聚乳酸纤维的染色亲和力都比低温下要高。关键词：吸附等温线；助剂；染色亲和力；染色热；有效吸附体积聚乳酸纤维面料与涤纶等纤维一样，同属聚酯纤维,其染色性能与涤纶相类似，分散染料可以对聚乳酸纤维面料着色。由于聚乳酸纤维的形态及超分子结构与涤纶纤维有所不同，故染色性能亦有其自身的特点，与涤纶等有一定的差异。目前，对针织聚乳酸纤维的染色研究已有很多报道，但因该纤维面世不久，缺乏系统的染色理论研究和实践积累，因此至今尚未形成成熟、稳定的染色工艺技术用于生产，针织聚乳酸纤维及混纺织物的染色加工处于探索和认

3、识期，针织聚乳酸纤维及混纺织物的染色技术有待于完善提高和稳定。其染色理论研究借鉴传统染色热力学理论，需要通过实验验证，采用合理的表征方法，解释不同条件下的现象，促进针织聚乳酸纤维及混纺织物的染色质量，使聚乳酸纤维纺织品面料在服装行业中推广应用。本实验从聚乳酸纤维的形态结构和超分子结构入手，采用具有较好线性和平面对称结构的C.I.分散红74，对聚乳酸纤维面料进行了染色过程热力学的研究，对聚乳酸纤维面料的染色性能进行了合理的描述，为聚乳酸纤维染色工艺的优化提供理论依据。C.I.分散红74的分子结构式如下：1.聚乳酸纤维的形态结构聚乳酸纤维的分子结构与涤纶有所不同,聚乳

4、酸纤维大分子上酯基的存在使得聚乳酸纤维大分子间较易形成氢键,甲基的存在使聚乳酸纤维的疏水性增强。聚乳酸纤维的纵向及纤维面料末端切面扫描电镜图1.a．纤维纵面b.纤维面料末端切面图1.聚乳酸纤维的纵向扫描电镜聚乳酸纤维面料的切截面呈扁平圆状，中间大部分近似圆形,纵向表面大多数比较光滑呈均匀柱状,但表面有少数深浅不等的沟槽。聚乳酸纤维中细长的缝隙和表面的沟槽决定了聚乳酸纤维比涤纶纤维具有优良的吸湿性和导湿性。其横截面形态图中的表层和内层具有不同的结构特点,表层较为紧密,切片表面光滑,而内层的结构疏松、有空隙,具有皮芯结构。其形态结构的形成与纤维成形过程和工艺条件有关。

5、1.纤维吸附有效体积的计算通过实验和近期对聚乳酸纤维结晶度、取向度及其超分子结构理论研究，我们选择了一种认为适合于计算吸附质（染料）在该纤维上吸附可及体积Var的计算公式[1]：Var计算的前提是吸附体系（纤维、吸附质、介质）和外界条件（介质pH值、盐浓度、温度等）均固定，才有一条确定的吸附等温线，nSmax是等温线的最大值。式中吸附质分子体积Vo假定在吸附过程中不发生变化，其值可根据分子结构（键长、键角）和量子化学理论计算而得。式中NoVo相当于吸附质处于吸附态时的摩尔体积Vm，吸附质一定时，Vm为定值。因此，按上式计算的Var的含义为：对应于吸附等温线上吸附质

6、量最大时在纤维上的体积。Var代表该吸附质可以达到的最大容量，即吸附质在一定温度条件下最大吸附体积，Var值的大小由最大吸附量nsmax所决定。由于nsmax是诸多因素集中体现的综合结果，所以影响nsmax的因素，如温度、pH值、盐浓度等外界条件的变化，都将导致Var的改变。因此，客观地讲，Var既不是某种纤维、也不是某种吸附质的特征值，而是纤维自身属性及其所有外部条件的综合值。根据C.I.分散红74对聚乳酸纤维染色的实验结果，通过计算可得Var为0.023L/Kg。2.1材料与仪器材料：聚乳酸纤维针织面料（美国Natureworks公司纤维，委托江苏省某针织厂专

7、门织造），染料C.I.分散红74（商品染料）药品：无水乙醇(分析纯)、冰醋酸(化学纯)、醋酸钠（分析纯）、无水碳酸氢钠(分析纯)、无水碳酸钠(分析纯)、硫代硫酸钠(分析纯)、丙酮(分析纯)、高温匀染剂2011、非离子表面活性剂524、阴离子表面活性剂JS-N。仪器：722(N)型分光光度计、RY-1261高温染样机、PH-3C酸度计、冷凝管、FA2104N电子天平、三口烧瓶、双列四孔电热恒温水浴锅、Sirion200热场发射扫描电子显微镜。2.2染色工艺在RY-1261高温染样机上进行。染色温度105℃，染料量1%owf,浴比1:25，染液的PH为4～5，染色时间

8、根据实验需