新型涤纶促染剂的制备及其应用研究

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由于涤纶纺织品具有一系列优良性能,因此染色涤纶及其混纺纺织品使用量非常大,然而涤纶高温高压染色耗能多、对设备要求高且不适用于混纺织物的染色,而常规载体染色法又存在对环境有负面影响等问题。本课题的目的是研发一款对涤纶分散染料染色促染性能好,能降低染色温度的环保型助剂。课题首先将邻苯二甲酸酐与实验室自制阳离子交联改性剂WLS反应,合成一种阳离子苯酯助剂;并与N-正丁基邻苯二甲酰亚胺以质量比2∶1混合,再与适当的阴非表面活性复配制备一款促染剂,将其应用于涤纶常压沸染工艺中。
  本文以染料上染百分率、染色织物表观色深度值以及色牢度等为评价指标,研究了邻苯二甲酸酐与WLS的质量比、催化剂用量、合成温度以及合成时间等合成工艺条件对涤纶分散染料常压沸染染色性能的影响,确定了阳离子苯酯助剂的最佳合成工艺,并表征和分析该助剂的结构和性能。结果表明,本研究合成的苯酯助剂含有季铵盐阳离子结构和酯基结构,是目标产物。为进一步提升苯酯助剂的促染效果,将其与N-正丁基邻苯二甲酰亚胺及阴非表面活性剂按一定比例复配得到涤纶染色促染剂。并优化确定出促染剂在涤纶分散染料常压沸染染色中的应用工艺,将其染色效果与传统高温高压染色工艺效果对比,结果表明,常压加促染剂沸染染色工艺中不同种类分散染料的上染百分率、染色织物表观色深度、色光和匀染性以及分散黑ECT染色织物的耐摩擦和耐皂洗牢度与传统高温高压染色接近,且明显优于常压无促染剂染色工艺,但其他种类分散染料染色织物的耐摩擦和耐皂洗牢度稍差于高温高压染色效果;且相对于未加促染剂沸染染色工艺,促染剂可显著提高染色涤纶纤维透染性及移染性,说明促染剂具有良好的促染效果,但透染性不及传统高温高压染色工艺;应用该促染剂对涤纶织物进行常压沸染染色具有染色温度低,染色时间短,耗能少,染色废水COD低的优点,符合当前节能减排要求。
  探究促染剂在涤纶常压沸染染色中的作用机理得出,促染剂可提高精制分散染料溶解度,降低涤纶玻璃化温度、熔融温度及结晶度,进而显著改善涤纶的染色性能。而且促染剂对涤纶主体结构、强度及耐热性没有不良影响,但在一定程度上会降低分散染料分散稳定性。
  探究促染剂对涤纶分散染料染色动力学和热力学的影响发现,常压加促染剂常压沸染染色工艺,相对于无促染剂常压沸染染色工艺及高温高压染色工艺,可显著增大分散黑ECT染料在纤维上的染色速率常数及扩散系数,缩短半染时间,显著增大分配系数K,增加分散染料对涤纶纤维的亲和力,增大染色热负值的绝对值,减小染色熵的降低程度,但加促染剂分散染料常压沸染染涤纶纤维的吸附机理没有改变,仍属于Nernst分配型吸附。由此说明,促染剂可增塑涤纶纤维,增大分散染料吸附上染纤维的作用力,并提高分散染料向纤维内部的扩散速率。本研究符合环保发展的要求,因此这是一项重要研究课题。
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