分散染料可染丙纶与染色工艺及染色机理及研究.pdf

Z S T U
Zhejiang Sci-Tech University

硕士学位论文
Master’s Thesis




中文论文题目: 分散染料可染丙纶的染色工艺及染色机理研究
英文论文题目: Research on dyeing process and mechanism
of dyeable PP with disperse dyes
学科专业: 纺织化学与染整工程
作者姓名: 陈凤鸣
指导教师: 汪澜教授林俊雄副教授
递交日期: 2015 年 1 月 30 日







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分散染料可染丙纶的染色工艺及染色机理研究
摘要
聚丙烯纤维在中国的商品名为丙纶,简称 PP,是以等规聚丙烯为原料生产的
合成纤维。它的分子结构是由一条碳氢链组成,且不含极性基团,结晶度高,故
对染料的亲和力差,致使染色品的色牢度和色深度低。为了改善丙纶的可染性,
可通过共混纺丝的方法,在丙纶中加入改性共聚酯等单体来改变丙纶的化学结
构,使其具有涤纶特征基团,降低结晶度,提高它对染料的亲和力,从而开发出
一种分散染料可染丙纶纤维。而研究分散染料可染丙纶的染色工艺及染色机理对
开发这种新型丙纶纤维具有重要的意义。
本文以一种分散染料可染丙纶为研究对象,将涤纶和丙纶作为对比样,采用
现代测试手段分析和表征了这三种纤维的形态结构、化学结构、热性能、结晶度
和物理机械性能,为研究可染丙纶的分散染料染色工艺奠定了基础。SEM 结果表
明:与涤纶和丙纶的光滑表面相比,可染丙纶的纤维表面出现沟槽;FT-IR 结果
表明:可染丙纶的化学结构中出现羟基、酯羰基、苯环等涤纶特征吸收峰;TG、
DSC 结果表明:可染丙纶纤维的热稳定性下降,结晶度介于丙纶和涤纶之间,
玻璃化温度为 ℃,明显高于丙纶,但熔融温度无明显变化;物理机械性能
分析结果表明:可染丙纶的断裂强力与模量低于涤纶和丙纶,而断裂伸长率虽低
于涤纶,但高于丙纶。
通过单因素分析、正交试验及极差分析,确定了三原色染料——分散红FB、
分散黄E-3G和分散蓝2BLN对可染丙纶的最佳染色工艺:染色温度(T)130℃、
保温时间(t)90min、、浴比1:50。经该最佳工艺染色后,分散染料可染
丙纶针织物的上染率和色深度较高,各项色牢度虽低于涤纶染色的相关指标,但
符合GB18401-2010标准,能满足实际需要。分散染料对可染丙纶和涤纶的上染
趋势相似,但分散染料在涤纶上的提升力比在可染丙纶上的好,其中以分散蓝
2BLN的提升力最高。经最佳工艺染色后,可染丙纶纤维的横截面颜色较深,但
仍有少量白芯存在。
在确定最佳染色工艺的基础上,研究了三原色染料(分散红 FB、分散黄 E-3G
和分散蓝 2BLN)在涤纶和可染丙纶上的染色动力学和染色热力学。染色动力学
研究结果表明:与涤纶相比,分散染料上染可染丙纶的平衡吸附量和染色速率常
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数较小、半染时间略长、扩散系数较大。染色热力学研究结果表明:与涤纶相比,
分散染料对可染丙纶的染色亲和力(-Δμ0)、染色热(ΔH0)和染色熵(ΔS0)均
有所减小,且在大浴比下,分散染料在可染丙纶上的吸附等温线类型与在涤纶上
的吸附等温线类型一致,都符合 Nernst 分配型吸附等温线。
关键词:分散染料可染丙纶;染色工艺;染色动力学;染色热力学




































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Research on dyeing process and mechanism of
dyeable PP with disperse dyes
Abstract
Polypropylene fiber, mercial name Bing Lun, is a kind of synthetic
fiber from isotatic polypropylene. PP posed of hydrocarbon chain and without
polar functional groups, and has high crystallinity. These features result in poor dye
affinity, color fastness and