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表2染色溫度與上染量及上染率的關(guān)系

由表2可知，70℃時(shí)分散紅60便已上染滌綸纖維，而該溫度下常規(guī)水浴染色，染料幾乎不上染纖維，這表明二氧化碳流體對(duì)纖維的溶脹作用大于水。當(dāng)染色溫度從70℃提高到90℃時(shí)，上染量迅速增加，表明聚酯纖維內(nèi)分子鏈段運(yùn)動(dòng)加劇，纖維內(nèi)部自由體積增大，染料上染速率隨之增大。溫度升至100℃時(shí)，上染量雖進(jìn)一步增大，但增幅變緩。120℃時(shí)上染量已接近最大值，再提高溫度，上染量增大不再明顯。因此，在超臨界二氧化碳流體中用分散紅60染色時(shí)，要獲得比較高的上染量，染色溫度可控制在120℃左右。

另外，比較表1和表2可知，在超臨界二氧化碳流體中用分散紅60染滌綸，溫度對(duì)上染量的影響比壓力更明顯。

2.3染色時(shí)間

在染色溫度120℃，壓力25 MPa和染料用量1%(owf)的條件下，研究染色時(shí)間(30，60，90和120 min)對(duì)上染量的影響，結(jié)果如表3所示。

表3染色時(shí)間與上染量及上染率的關(guān)系

由表3可知，隨著染色時(shí)間延長(zhǎng)，纖維上的染料量逐漸提高。染色30 min時(shí)，染料的上染率達(dá)83.5%；60 min時(shí)。上染率達(dá)92%；繼續(xù)延長(zhǎng)染色時(shí)間，纖維上的染料量緩慢增加，表明染色已接近平衡。以超臨界二氧化碳流體為介質(zhì)對(duì)紗線進(jìn)行染色時(shí)，染色時(shí)間與上染量的關(guān)系和以水為介質(zhì)的常規(guī)染色基本一致。

2.4染料用量

染料用量越大，則越多的染料接近纖維表面形成濃度梯度，促進(jìn)染料上染，從而提高上染量。本試驗(yàn)染料濃度選擇0.5%，1%，1.5%和2%(owf)，在120℃和25 MPa的條件下染色90min，研究染料濃度對(duì)上染量的影響，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4染料濃度與上染量及上染率的關(guān)系

由表4可知，當(dāng)染料用量從0.5%增加到2.0%時(shí)，纖維上的染料量幾乎成線性增加，而上染率卻逐漸下降。這表明，滌綸在超臨界二氧化碳中染色時(shí)，分散染料的上染服從能斯特分配關(guān)系，與水介質(zhì)染色一致。

對(duì)比分散紅60在水介質(zhì)中的上染率(表5)可以看出，當(dāng)染料濃度均為1%(owf)時(shí)，水中的上染率為94.7%，而在超臨界二氧化碳中染色時(shí)上染率為93.7%，兩者相當(dāng)。因此，該結(jié)果佐證了本課題組前期研究得出的分散染料在水中和在超臨界二氧化碳中對(duì)滌綸纖維親和力相當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。

表5水介質(zhì)染色時(shí)染料濃度與上染量及上染率的關(guān)系

注：染色溫度120℃，時(shí)間2 h。

3結(jié)論

(1)在超臨界二氧化碳中用分散紅60染滌綸，上染量隨溫度和壓力的增加而增大，且溫度對(duì)染色的影響比壓力更為明顯。欲獲得較高的上染量，溫度和壓力可分別控制在120℃和25 MPa左右。

(2)滌綸在超臨界二氧化碳介質(zhì)中染色60 min，就已接近平衡。

(3)在超臨界二氧化碳中用分散紅60染色，滌綸對(duì)染料的吸附和水介質(zhì)染色時(shí)一樣，服從能斯特分配關(guān)系。

(4)當(dāng)染料濃度為1%(owf)時(shí)，超臨界二氧化碳中染色的上染率為93.7%，水介質(zhì)染色為94.7%，證明分散染料在兩種介質(zhì)中對(duì)滌綸纖維的親和力相當(dāng)。