分散染料在超临界CO染色中的溶解性及分配性研究

摘要

本文自行设计建立了两套不同的实验装置，分别采用流动法和间歇式内循环法对四种分散染料在超临界CO2中的溶解度进行了测定。由流动法测得的分散黄119和分散红343的溶解度范围分别为1.6×10-8-1.9×10-7、3.8×10-9-3.5×10-6。而采用间歇式内循环取样法测得的分散橙30和分散橙31的溶解度范围分别为2.1×10-5-7.8×10-5、1.4×10-5-3.7×10-5。由于采用间歇式内循环取样法的实验重现性较好，故间歇式内循环法比流动法测定分散染料在超临界CO2中溶解度的方法好。 分散黄119、分散红343、分散橙30和分散橙31在超临界CO2中的溶解度随压力的增高而增加。温度的影响较复杂，分散黄119和分散红343在实验条件范围内存在着一个转变压力，当系统压力大于此转变压力时，溶解度随温度的升高而增加；当系统压力小于它时，溶解度随温度升高而减小。而分散橙30和分散橙31的溶解度随温度的升高而升高，这两种分散染料在实验条件范围内未出现转变压力，推测分散橙30的转变压力在16MPa以下。 从染料分子结构上分析，染料分子结构中增加-OH，-NO2等极性基团，将降低其在超临界CO2中的溶解度；而分子结构中引入-Cl将增大染料的溶解度。用Chrastil经验模型和PR状态方程对溶解度数据进行了关联，得到分散染料在超临界CO2中溶解度的计算模型，Chrastil经验模型的拟合度较PR状态方程好。 最后考察了分散黄119在超临界CO2和涤纶织物间的平衡分配系数，在实验条件范围内Keq为1.6×104-9.3×104，随温度的上升而上升，随压力的升高而下降。在压力为18-20MPa时，Keq随压力的变化不大。

目录

文摘

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第一章前言

1.1选题背景及意义

1.2本文的研究内容

第二章文献综述

2.1超临界CO2的性质

2.1.1超临界流体概述

2.1.2超临界CO2性质

2.2分散染料在超临界CO2中的溶解性

2.2.1溶解度的测定方法

2.2.2影响分散染料在超临界CO2中溶解度的因素

2.2.3溶解度计算模型

2.3超临界CO2染色工艺

2.3.1染色机理

2.3.2超临界染色的研究进展

2.3.3染色装置的研究进展

2.4分散染料在超临界CO2和织物之间的分配

2.5染料的拼色染色

2.6本章小结

第三章流动法测定溶解度

3.1实验方法

3.1.1实验装置

3.1.2实验主要药品、分析仪器

3.1.3实验方法

3.1.4染料溶解度计算

3.2实验结果及讨论

3.2.1实验结果

3.2.2与文献值的比较结果

3.2.3分散染料在超临界CO2中溶解度的影响因素分析

3.3本章小结

第四章间歇取样法测定溶解度

4.1实验流程及主体设计

4.2实验方法

4.2.1实验主要药品、分析仪器

4.2.2实验方法

4.2.3染料溶解度计算

4.3实验结果及讨论

4.3.1实验结果

4.3.2染料在超临界CO2中溶解度的影响因素分析

4.4本章小结

第五章分散染料在超临界CO2中的溶解度计算模型

5.1 Chrastil分子缔合模型

5.1.1模型的推导

5.1.2超临界CO2密度的计算

5.1.3 Chrastil方程经验常数的确定

5.2 PR热力学模型

5.2.1模型的推导

5.2.2参数的估算

5.2.3 PR方程关联分散染料在超临界CO2中的溶解度

5.4本章小结

第六章分散染料在超临界CO2和织物间的分配

6.1分散黄119在涤纶织物上的平衡上染量

6.1.1实验方法

6.1.2实验结果

6.2染料在纤维和超临界CO2间的分配性

6.3本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

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