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由圖8可看出,在100℃以下及100℃開始保溫前,吸附量不超過3mg/g,吸附速度很慢;在100℃保溫的情況下,吸附量隨時間的延長而增加的速度亦很慢。因此,紫外吸收劑CibafastP在PLA纖維上的吸附速度在100℃以下是很慢的,且吸附量低。這與很多分散染料在PLA纖維上的上染量從80℃開始很快增加的情況完全不同。

當(dāng)溫度超過100℃后,CibafastP在PLA纖維上的吸附速度明顯加快,吸附量明顯增加;在110℃保溫時,吸附量仍隨時間延長而明顯增加。110℃保溫60min時的吸附量幾乎是100℃保溫60min時吸附量的2.5倍,其相差程度比許多分散染料于110℃和100℃在PLA纖維上染色時的吸附量或上染率的相差程度大很多。CibafastP在高溫下具有較快的吸附速度和較高的吸附量,這可能與PLA纖維分子鏈段高溫下劇烈運動易形成較大尺寸的瞬時空隙有很大關(guān)系。

2.5　CibafastP在PLA纖維上的吸附規(guī)律

非水溶性紫外線吸收劑在合成纖維上的吸附熱力學(xué)是,在恒溫條件下吸附達到平衡時,討論紫外線吸收劑在纖維上和在水浴中的分配或吸附規(guī)律。為了使吸附達到平衡,一般需要較長的處理時間,溫度越低,吸附達到平衡的時間越長。根據(jù)文獻和筆者的研究,對于PLA纖維,即使在100℃和110℃及正常時間內(nèi)進行染色或空白染色,其結(jié)晶度也會增加,分子量有一定程度的降低。很顯然,纖維結(jié)構(gòu)的變化可能會影響紫外線吸收劑或分散染料在PLA纖維上的吸附。本文中CibafastP在PLA纖維上的吸附等溫線試驗是在類似于正常的染色條件下進行的(圖9)。

圖9中的曲線是采用Langmuir吸附方程對試驗點進行模擬的結(jié)果,試驗點與模擬曲線能很好地重疊,相關(guān)系數(shù)R2很高,這表明紫外吸收劑在PLA纖維上的吸附符合Langmuir模型,同時也表明PLA纖維大分子上具有可供紫外吸收劑定位吸附的活化點。

由表3的吸附參數(shù)可知,紫外線吸收劑在高溫下的吸附飽和值和Langmuir吸附常數(shù)均比低溫下的高。其原因是溫度升高,有利于增大紫外線吸收劑的擴散動能和纖維內(nèi)的自由體積或瞬時形成的空隙尺寸,從而導(dǎo)致纖維接受紫外吸收劑的能力增強。

3　結(jié)論

(1)紫外吸收劑CibafastP對260~330nm波段的紫外線具有良好的吸收性能,能有效防止UV2B透過PLA織物。隨著CibafastP用量增加和浸漬處理溫度升高,其在PLA纖維上的吸附量增加,導(dǎo)致PLA織物UPF指數(shù)的增加,且與CibafastP吸附量存在很好的線性關(guān)系。但CibafastP在PLA纖維上的提升性能有限,當(dāng)用量超過2%后,再增加用量,效果不明顯。

(2)低于100℃時,CibafastP在PLA纖維上的吸附速度很慢、吸附量低;超過100℃后,CibafastP在PLA纖維上的吸附速度明顯加快,吸附量明顯增加,且在110℃保溫時,吸附量仍隨著保溫時間延長而明顯增加。因此,在使用時,應(yīng)采用110℃保溫處理。

(3)CibafastP在PLA纖維上的吸附符合Langmuir模型,存在飽和吸附值,其在高溫下的吸附飽和值和Langmuir吸收常數(shù)均比低溫下的高。