丽赛纤维的结构及染色性能研究.doc

1、 分类号： 密级： UDC： 学校代码： 硕士学位论文 丽赛纤维的结构及染色性能研究 Research on the configuration and Capability of Dyeing of Richcel Fiber 指导教师 学科专业名称 纺织化学与染整工程 论文提交日期 论文答辩日期 答辩委员会主席 II 摘 要 丽赛纤维是一种再生纤维素纤维 ， 是具有高聚合度、高强度和高湿模量的新型粘胶短纤维的总称 。丽赛纤维是由高纯度精制木浆生产的一种高湿模量再生纤维素纤维。生产原料主要来源于日本进口的天然 针叶树精制专用木浆，生产技术采用日本东洋纺专有特种工艺纺丝技术。本论文主要研究丽赛

2、纤维的结构以及染色性能。 本 论 文测试了丽赛纤维的物理结构，包括横截面和纵面、化学组成、结晶度和取向度以及热性能；采用直接性及平面性较好的直接染料研究丽赛纤维的染色动力学和热力学；分别采用不同类型活性染料对丽赛纤维进行染色，通过测定上染百分率、固色率、皂洗牢度等，并与粘胶纤维比较， 进而分析其染色性能。通过实验得到了以下主要结果： 1.丽赛纤维的横截面为圆形或接近圆形，表面光滑， 化学组成与粘胶纤维差别不大，结晶度和取向度都高于粘胶纤维，具有较好的热稳定性。 2.通过动力学和热力学研究显示丽赛纤维的染色动力学性能优于粘胶纤维，且 染料对丽赛纤维的吸附等温线完全符合弗莱因德利 胥 (Freun

3、dlich)吸附等温线经验式，这是纤维素纤维吸附染料的典型模式，说明 具有与粘胶纤维类似的染色热力学性能。 3. 采用三种类型活性染料对丽赛纤维和粘胶纤维进行染色后，丽赛纤维用 X 型活性染料染色的效果较粘胶纤维 略 好 ，但差别不大； 采用 中温型的 活性染料 染色后 其 上染百分率较粘胶纤维有 比 较明显 的 提高； 而 用 K 型活性染料染色后的效果最不理想，较粘胶纤维的上染百分率低。因此，丽赛纤维比较适用中温型活性染料对其进行染色。 4.活性染料对丽赛纤维染色时受染色时间、温度、盐和碱剂的影响较大，实际操作中应特别注意控制。 关键词：丽赛纤维；结构；染色动力学；热力学；活性染料； St

4、udy on the Structure and Dyeing Properties of Richcel fibers Abstract Richcel fiber is a kind of regenerated cellulose fiber, is the high degree of polymerization, high strength and high wet modulus new viscose fibers general name. Richcel fiber is a kind of regenerated cellulose fiber with high wet

5、 modulus which is been produced by refined virgin wood pulp with high purity. Its raw material mostly come from the refined virgin wood pulp of natural conifer, and its production technologies adopt the knowhow of Toyobo of Japan. In this paper, the structure of Richcel fiber was first characterized

6、, and then its dyeing properties and dyeing mechanism were studied in detail. In this paper, Richcel fibers physics structure is been studied, include the cross section and portrait configuration, the chemical compositions, crystalline and orientation, thermal properties and so on; direct dye with g

7、ood flatness and substantivity is been made use of in order to research the dyeing dynamics and thermodynamics of Richcel fiber; respectively use different kinds of reactive dyes dyeing Richcel fiber, by means of exterminating of dye-uptake, fixation rate, soaping rate and so on. Through comparison

8、of the exterminating between Richcel fiber and viscose fiber, Richcel fibers dyeing properties were researched. The main results are as follows: 1. Richcel fibers the cross section is a circle or close to circle, its appearance is smooth, it almost has the same chemical compositions with viscose fib

9、er, its crystalline and orientation are both higher than viscose fiber and it has good thermal stability. 2. Through the study of dyeing dynamics and thermodynamics, it sets out that Richcel fibers dyeing dynamics is better than viscose fiber and its adsorption isotherm parameters completely come up

10、 to the classic Freundlichs adsorption isotherm parameters which is the classic mode of cellulose fiber, it puts across that Richcel fiber has the similar thermodynamics as viscose fiber. 3. Using three kinds of reactive dyes to dye Richcel fiber and viscose fiber, the results show that the dye-upda

11、te of Richcel fiber is a little bit more than viscose fiber after dyeing with X-style of reactive dyes; the dye-update of Richcel fiber is obviously higher than viscose fiber by dyeing with M-style of reactive dyes; besides, its the most non-optimal result by dyeing with K-style of reactive dyes. So

12、, the M-style of reactive dyes are suitable for dyeing Richcel fiber. 4. It has greatly influence for Richcel fiber by dyeing with reactive dyes, such as dyeing time, temperature, the dosages of salt and sodium borate. So it should be carefully controlled in the practical operation. Key words: Richc

13、el fiber; structure; dyeing dynamics; thermodynamics; reactive dye I 目 录 第一章 绪论 .1 1.1 再生纤维素纤维概述 .1 1.1.1 再生纤维素纤维的开发进展 .1 1.1.1.1 普通粘胶纤维 .1 1.1.1.2 Lyocell 纤维 .2 1.1.1.3 高湿模量粘胶纤维 .2 1.1.1.4 铜氨纤维 .3 1.1.1.5 醋酯纤维 .3 1.1.1.6 竹纤维 .3 1.1.1.7 再生麻纤维 .4 1.1.2 再生纤维素纤维产量持续增长 .4 1.1.3 我国再生纤维素的发展趋势 .5 1.2 丽赛纤维概

14、述 .5 1.2.1 丽赛纤维的发展历史与现状 .6 1.2.2 丽赛纤维的概况 .6 1.2.3 丽赛纤维的基本性能 .7 1.2.3.1 形态结 构及性能 .7 1.2.3.2 原纤化性能 .8 1.2.3.3 染色性能 .8 1.2.3.4 耐碱性 .9 1.2.4 丽赛纤维的应用 .9 1.2.4.1 针织产品 .9 1.2.4.2 机织面料 .9 1.2.4.3 特殊产品 . 10 1.2.4.4 利用混纺技术开发差别化丽赛纤维 . 10 1.2.4.5 拓展使用领域 . 10 II 1.2.4.6 特殊风格整理 . 10 1.3丽赛纤维适用的染料简介 . 11 1.3.1直接染料

15、. 11 1.3.2活性染料 . 11 1.3.2.1 X 型 (普通型 )活性染料 . 12 1.3.2.2 K 型 (热固型 )活性染料 . 12 1.3.2.3 M 型 (双活性基型 )活性染料 . 12 1.3.3还原染料 . 12 1.4 本课题的研究目的与意义 . 12 第二章 丽赛纤维结构和物理性能 .14 2.1实验材料、仪器 . 14 2.1.1实验材料 . 14 2.1.2实验仪器 . 14 2.2 测试分析方法 . 14 2.2.1傅立叶红外光谱（ FT-IR） . 14 2.2.2纤维形态结构的观察（ SEM和电子显微镜） . 15 2.2.3广角 X-射线衍射（ XR

16、D） . 15 2.2.4差示扫描量热（ DSC）和热重（ TG）分析 . 15 2.3实验结果与讨论 . 15 2.3.1傅立叶红外光谱 . 15 2.3.2纤维形态结果观察 . 16 2.3.3广角 X-射线衍射（ XRD） . 17 2.3.4差示扫描量热（ DSC） . 19 2.3.5热重（ TG）分析 . 19 2.4本章小结 . 20 第三章 丽赛纤维染色动力学和热力学研究 .22 3.1引言 . 22 III 3.2实验材料、化学品及仪器 . 22 3.2.1 实验材料 . 22 3.2.2实验所需化学品 . 22 3.2.3 实验所需仪器 . 22 3.3 实验内容 . 23

17、 3.3.1 染料的精制 . 23 3.3.1.1 染料精制原理 . 23 3.3.1.2 染 料提纯 . 23 3.3.1.3 染料纯度检测 . 23 3.3.2 绘制标准曲线 . 23 3.3.3 纤维准备 . 24 3.3.4 染色工艺曲线 . 24 3.3.5 染料在丽赛纤维上的扩散动力学 . 24 3.3.6 丽赛纤维的染色热力学 . 25 3.4结果与讨论 . 26 3.4.1 染料基本结构 . 26 3.4.2 染料的标准曲线 . 26 3.4.3 丽赛纤维的扩散动力学 . 27 3.4.3.1 染色速率曲线 . 27 3.4.3.2 扩散系数的测定 . 29 3.4.3.3 半

18、染时间与上染速率的关系 . 31 3.4.3.3.1 半染时间和扩散系数的关系 . 31 3.4.3.3.2 染色速率常数 . 35 3.4.4 丽赛纤维的染色热力学 . 35 3.4.4.1 吸附等温线 . 35 3.4.4.2 丽赛纤维的染色亲和力 . 38 3.4.4.3 染色热和染色熵 . 39 3.5本章小结 . 40 第四章 活性染料对丽赛纤维的染色性能 .42 4.1实验材料、药品及仪器 . 42 IV 4.1.1实验材料 . 42 4.1.2实验药品 . 42 4.1.3实验仪 器 . 43 4.2实验方法 . 43 4.2.1 纤维染色前处理 . 43 4.2.2染色工艺 . 43 4.3 性能测试 . 43 4.3.1 上染百分率 . 43 4.3.2 固色率 . 43 4.3.3 皂洗牢度测试 . 44 4.3.4傅立叶红外光谱（ FT-IR） . 44 4.4 结果与讨论 .