涤纶分散染料染色过程及效果建模

摘要

近年来，印染工业因染色一次成功率低而导致染色过程中重染、修色、废染和剥色改染等行为，增加了额外的能耗和排放。而作为合成纤维中一个重要品种涤纶的染色，同时面临着耗能、耗水和排放污水的尴尬局面，因此提高涤纶染色一次成功率也成为广大染整工作者的关注焦点。若能在涤纶分散染料染色过程中建立工艺因素与染色效果的数学模型和染色动力学模型，研究染色过程的染料扩散和吸附机理，实现涤纶分散染料染色过程中染色效果和上染速率的预测，适当调整相应工艺参数以促进染料充分上染，精确控制染色过程，便能达到有效提高染色产品质量和染料利用率的目的，从而稳定染色产品质量，提高染色一次成功率。
　　 本文首先选择拼色常用的三只分散染料:分散红FB、分散黄M-4GL和分散蓝2BLN对涤纶织物进行高温高压染色，通过分析染色温度、保温时间和染液pH值三个染色工艺因素对上染率和K/S值等染色效果的影响，确定涤纶分散染料染色最佳工艺为:染色温度130℃、保温时间60min、染液pH值5.0和浴比1∶50。且经该最佳工艺染色后，涤纶染色品的上染率、色深度和色牢度均较高。
　　 在最佳染色工艺下，利用在解决小样本、非线性及高维模式识别中具有特有优点的支持向量机(SVM)理论，建立了涤纶分散染料染色工艺因素—染色效果单因素和多因素模型，并分别利用所建模型对染色效果进行预测。由模型预测效果可知，模型误差值均可控制在3％以内，证明所建模型具有较高的精确度，可正确反映染色过程中织物的上染率和色深度。
　　 以两只典型分散染料—分散红FB与分散蓝2BLN为例，对涤纶分散染料染色动力学进行研究。求取了染色过程中染色动力学参数（染色速率常数K、半染时间t和扩散系数D），建立了希尔公式染色动力学模型;同时建立了基于SVM理论的涤纶分散染料染色动力学模型。通过对两种模型计算方式与预测效果的对比，发现基于SVM理论的涤纶分散染料染色动力学模型的拟合度较高，能较方便地反映分散染料对涤纶织物的实际上染情况，可行性较强。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 国内外研究现状

1．1．1 数学模型在染色中的应用

1．1．2 染色效果模型研究

1．1．3 染色动力学模型研究

1．1．4 SVM理论简介

1．2 课题的研究意义、内容及创新点

1．2．1 课题背景及研究意义

1．2．2 课题的研究内容及创新点

第二章 涤纶分散染料染色工艺因素对染色效果的影响研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验材料、药品及仪器

2．2．2 实验及测试方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 染色工艺因素对染色效果的影响

2．3．2 染色品质量指标分析

2．4 本章小结

第三章 涤纶分散染料染色效果模型研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验材料、药品及仪器

3．2．2 实验及测试方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 涤纶分散染料染色效果模型的建立

3．3．2 涤纶分散染料染色效果模型的验证

3．4 本章小结

第四章 涤纶分散染料染色动力学模型研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验材料、药品及仪器

4．2．2 实验及测试方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 标准工作曲线的绘制

4．3．2 希尔公式染色动力学模型的建立

4．3．3 基于SVM理论的涤纶分散染料染色动力学模型的建立

4．3．4 两种模型的预测效果对比

4．4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢