超临界CO_(2)处理对棉织物退浆性能的影响

为解决传统棉织物退浆高耗水和高污染的问题,利用超临界CO_(2)流体技术对棉织物进行退浆处理。探讨了超临界CO_(2)流体退浆工艺因素(处理温度、系统压力和处理时间)对棉织物退浆效果的影响。结果表明,采用超临界CO_(2)退浆工艺在棉织物上可获得较好的退浆效果,推荐的退浆工艺为:处理温度80℃、系统压力24 MPa、处理时间60 min。超临界CO_(2)退浆工艺退浆效果好、效率高,而且处理过程不产生用水和排污,实现清洁生产。

涤纶筒纱超临界二氧化碳流体染色工程化装备与工艺

针对传统水介质染色过程水耗、能耗、污水排放量大的难题,采用具有自主知识产权的1 000 L复式超临界CO_2流体染色装备系统对涤纶筒纱进行无水染色工程化生产。基于研发的复式超临界CO_2流体无水染色装备,系统介绍了其超临界流体染色工艺过程;同时,利用独特设计的筒纱染色釜,进行了涤纶筒纱超临界CO_2流体无水染色工艺研究。结果表明:利用研发的1 000 L复式超临界CO_2流体无水染色装备,可获得较高染色深度的筒纱,且染色产品具有良好的匀染性;此外,染色涤纶筒纱的耐水洗、耐摩擦色牢度可达到4~5级以上,耐日晒色牢度可达到6级以上,满足了工程化生产的需要。

超临界二氧化碳流体染色工程化研究进展

介绍了超临界CO2流体基本性质；综述了近年来国内外在超临界CO2流体工程化染色装备系统、工程化染色工艺技术和专用染料三方面的最新研究进展。结果表明：经过多年发展，适用于散纤维、筒纱、织物的超临界C02流体工程化染色装备开始逐步推向市场，并可通过智能安全联锁系统保障装备的安全运行；聚酯纤维材料超临界C02流体染色工程化染色工艺技术日趋成熟，已经在世界范围内进行了初步生产应用；但天然纤维超临界C02流体染色专用染料仍存在色牢度差，易于造成设备腐蚀等问题。指出超临界C02流体染色专用商品化染料体系建立、超临界CO2流体染色装备工业放大设计和超临界CO2流体染色工艺放大效应是该项技术产业化应用进程中应着力解决的关键问题。

超临界流体染整技术研究进展

从超临界流体染整设备、纤维材料超临界流体染色工艺和超临界流体整理工艺等方面,综述了近年来国内外超临界流体染整技术的研究进展。针对待染纤维材料的结构多样性特点,总结了超临界流体专用染色釜体的研发现状;阐释了超临界流体技术在纤维材料后整理中的应用。指出超临界流体染整技术应进一步加强特种纤维的研究,并通过多学科协同以推进天然纤维材料的超临界流体染整技术研究。此外,预测了多组分纤维材料超临界流体染整技术为该项技术的全新研究方向。

超临界CO2微乳液及其在纺织中的研究进展

基于超临界CO_2流体基本性质,介绍了超临界CO_2微乳液的形成原理和评价指标。重点总结了超临界CO_2微乳液中含氟表面活性剂和碳氢表面活性剂的研发现状;综述了超临界CO_2微乳液体系在纺织领域中的最新应用进展,得出了其在纺织材料前处理、染色、后整理及纤维改性等清洁化加工上的应用价值;并指出可以通过加强超临界CO_2微乳液基础理论研究和超临界CO_2/离子液体微乳液体系构建,拓宽其在纺织、材料、化学、生物等领域的应用范围。

牦牛毛超临界CO_2漂白研究

通过研究牦牛毛的物理化学性质,得出牦牛毛特有的分子结构不利于超临界CO2萃取漂白,故在超临界CO2萃取漂白前先对牦牛毛进行离子液改性处理。再用可络合铁离子的助剂柠檬酸,然后进行洗涤,清洗完后将牦牛毛纤维进行干燥。将干燥后的牦牛毛在超临界CO2中进行萃取漂白,将黑色素与牦牛毛进行分离、洗涤、干燥得到白色的牦牛毛。通过实验,以纤维白度为检测指标进行检测,牦牛毛纤维白度为39～60。实验还研究了影响漂白效果因素对应曲线的变化趋势,包括时间、压强和温度。

细菌纤维素的功能化改性研究进展

细菌纤维素(BC)是微生物生长过程中产生的以葡萄糖为基本骨架的结构性碳水化合物,具有高纯度、高聚合度、高结晶度、高持水性、高抗张强度和良好的机械强度,在功能材料领域显示了巨大的应用潜力。综述了近年来BC合成菌种筛选的研究现状;分析了BC在透气、吸湿排汗、力学性能和染色与脱色性能调控方面的进展情况;重点总结了BC基材料在抗菌、防紫外线、防辐射、防静电、拒水拒油、导电和传感等功能化改性方面的研究进展;最后,指出BC大规模高效成模和成型技术、差异化高功能BC材料制备技术是未来的重点研发方向。

超临界CO2流体中分散染料溶解度研究进展

综述了超临界CO2流体中染料溶解度的测试装置与方法。分析了超临界CO2流体工艺参数与染料化学结构对分散染料溶解度的影响;总结了国内外近20年分散染料在超临界CO2流体中溶解度数据,并介绍了分散染料在超临界CO2中的溶解度增溶技术。指出加强染料结构对其溶解性能作用原理及影响规律剖析,超临界CO2中染料溶解行为数据库构建、染料拼色与配色研究三方面为未来的研究重点。

活性分散黄染料对涤纶/棉混纺织物的超临界CO_(2)同浴染色

为解决涤纶/棉混纺织物水浴染色能耗大、水污染严重的技术难题,并拓宽超临界CO_(2)染色技术的应用范围,研究了活性分散黄染料对涤纶/棉混纺织物在超临界CO_(2)流体中的染色性能。分析了染色温度、压力、时间、助剂用量和CO_(2)流速对涤纶/棉混纺织物染色效果的影响,得到最佳染色工艺条件:染色温度为100℃,压力为20 MPa,染色时间为80 min,CO_(2)流量为20 g/min,二甲基亚砜质量分数为80%。结果表明:与天然染料相比,利用活性分散黄可以显著提升涤纶/棉混纺织物的染色深度和色牢度;同时,二甲基亚砜处理与“乙醇助溶剂+N-甲基吡咯烷酮(NMP)预处理”法相比,K/S值提升了2倍以上,色牢度达到4~5级,获得了较好的染色效果。

超临界二氧化碳无水染色系统有效能分析

为进一步促进超临界CO_2无水染色系统的产业化推广,针对染色系统的能耗问题,采用有效能分析法对系统耗能情况进行计算分析,建立了系统各单元有效能平衡方程,采用PR方程计算工质未知参数,采用余函数法计算系统有效能损失,重点分析了染色温度对加热/染色单元和节流压力对制冷单元有效能效率的影响。计算结果表明:加热/染色单元与制冷单元有效能损失量总和占系统输入有效能的60%以上,是系统节能改进的关键单元。染色温度由353.15 K升至393.15 K,加热/染色单元有效能效率由7.1%提高到16.0%;节流压力由6 MPa降至4 MPa,制冷单元有效能效率由19.6%提高至26.1%。分析认为,适当提高染色温度,降低节流压力,可以提高染色系统的有效能效率。

天然纤维超临界二氧化碳无水染色研究进展

天然纤维以其天然、舒适而受到消费者的广泛青睐,在全球纺织行业市场份额中占有极大的比重。但传统的天然纤维染色以水为染色介质,不仅对水资源高度依赖,含染料、助剂的高色度染色废水的大量排放还造成巨大的环境压力。超临界二氧化碳流体介于气体和液体之间,兼有气体和液体的双重特点。以超临界二氧化碳为染色介质的超临界二氧化碳染色技术具有绿色无污染、清洁安全、节能、染料和助剂可回收等优点。但是,天然纤维在超临界二氧化碳中的染色一直存在上染率低、色牢度差等问题,无法进行工业化应用。因此,天然纤维的染色技术一直是超临界二氧化碳染色技术中一个亟待解决的重要部分。从染色装置、染色技术以及专用染料3个方面阐述了超临界二氧化碳染色技术在天然纤维中的应用,对超临界二氧化碳天然纤维染色技术的发展趋势进行了展望。

亚麻粗纱的超临界CO2煮漂工艺

针对亚麻粗纱传统煮漂工序的高耗水和环境污染问题,利用超临界CO2代替水介质对亚麻粗纱进行煮漂。系统研究了复配生物酶(木聚糖酶和纤维素酶)质量分数、温度、压力和时间对亚麻粗纱白度的影响,并利用响应面分析法对粗纱煮漂工艺条件进行优化,通过Box-Behnken中心组合实验和响应面法研究了自变量及其交互作用对白度的影响,得到粗纱白度的二次多项式回归方程的预测模型。确定了亚麻粗纱超临界CO2煮漂最佳工艺条件:复配生物酶质量分数为3%,温度为50℃,压力为13 MPa,时间为60 min。在最优工艺条件下,超临界CO2煮漂亚麻粗纱与原样相比,白度达到40.8%、残胶率为16.68%、断裂强度为17.12 cN/tex、断裂伸长率为4.23%、分裂度为1072 Nm。与传统煮漂效果相比,超临界CO2煮漂工艺仍存在一定差距,需进一步提高。

栀子黄色素在牛奶蛋白织物上的染色性能

针对栀子黄色素染色工艺条件不易控制的问题,试验通过有机溶剂法对栀子黄色素进行粗制和提纯,研究了粗制染液和提纯染液的pH值、染料质量分数、染色时间、染色温度对牛奶蛋白织物染色性能的影响。结果表明:经提纯染液染色后织布的K/S值远高于粗制染液,当染液pH值为6,染料质量分数为5%,80℃染色60 min时,栀子黄提纯染液对牛奶蛋白织物的染色性能最佳,其K/S值为4.35,耐皂洗色牢度可达4级;咪唑啉季铵盐表面活性剂能使织物的K/S值增加14.5%以上;媒染剂EDTA-2Na能提高栀子黄色素的稳定性,Fe3+能提高织物的K/S值和染料的上染百分率,但Fe3+对栀子黄色素具有破坏性。

貂皮超临界CO_2无水染色性能研究

为了丰富貂皮的绿色染色技术,利用数控超临界CO_2无水染色装置,在不同压力、温度和时间条件下,用分散蓝79染料对貂皮进行染色。结果表明:随着染色压力、温度和时间的增加,皮被和毛被的染色K/S值均有大幅度增加,手感柔滑,色泽均匀,皂洗色牢度和耐摩擦色牢度也逐渐提升,硬挺度有小幅度增加的趋势。相同染色工艺条件下,貂皮的皮被K/S值高于毛被,在22 MPa、100℃和60 min的最佳染色工艺条件下,貂皮的染色效果能满足要求,其K/S值可达到3.4以上,耐日晒色牢度能达到3级,但含水率有轻微下降。

涤纶针织鞋材超临界CO_(2)无水染色性能

为解决传统染色高污染、高能耗问题,实现鞋材无水清洁化染色,研究了涤纶针织鞋材在超临界CO_(2)体系中的染色性能,分析了染色温度、压力、时间以及CO_(2)流量对针织鞋材染色效果的影响。在实验条件范围内,染色鞋材的K/S值随温度、压力的升高而增大,并最终趋于稳定,获得最佳染色工艺条件为:染色温度120℃,染色压力24 MPa,染色时间60 min, CO_(2)流量400 kg/h。涤纶鞋材的耐摩擦和耐皂洗色牢度均达到4级以上。并进一步探究了染色温度、压力对针织鞋材力学性能的影响。结果显示:鞋材的抗弯刚度、最大抗弯力与断裂强力、顶破强力随温度、压力的上升而增大;断裂伸长率随温度、压力的上升而降低;收缩率随温度、压力的上升而增大;鞋材的表面摩擦因数无明显变化;其中温度对鞋材力学性能的影响大于压力的影响。

阻燃剂DOPO-VTS在超临界CO_(2)中的溶解度测定

为了明晰阻燃剂10-(2-三甲基硅烷基-乙基)-9-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-VTS)在超临界CO_(2)流体中的溶解行为,在压力10~25 MPa、温度323.15~393.15 K条件下,利用动态法测定了DOPO-VTS在超临界CO_(2)中的溶解度。分析了系统温度、压力对阻燃剂DOPO-VTS溶解度的影响,并利用Chrastil模型、Ad-Chrastil模型、MST模型、Ad-MST模型对DOPO-VTS在超临界CO_(2)中的溶解度数据进行拟合。结果表明,DOPO-VTS在110 min时达到溶解平衡;随着温度、压力升高,DOPO-VTS溶解度也随之增加;在超临界CO_(2)中的溶解度范围为1.189×10^(-6)~2.342×10^(-6) mol/mol;在温度393.15 K,压力24 MPa条件下,DOPO-VTS可获得最大溶解度;与其他3种半经验方程相比,通过引入4个方程参数,Ad-MST模型拟合效果最好,其相对偏差(AARD)值为12.13%。

艺科融合视角下芳纶织物在室内设计领域的应用研究

随着科技创新的发展,艺术与科学技术之间的融合日益加深,交叉性越来越紧密。文章从设计学和纺织科技学科角度出发,探究了芳纶织物在室内设计中的应用。根据芳纶织物的优势特性以及芳纶织物现有的产业化应用,分析了其在室内设计中的可应用范围,以期拓宽芳纶织物的应用领域与室内设计中材料的选择范围,为其他新材料、新技术的应用提供借鉴。

两种偶氮型分散染料在超临界CO_(2)中溶解度拟合

为构建不同染料溶解度数据库,推进超临界二氧化碳(CO_(2))无水染色工业化应用,文章在温度为353.15~393.15 K、压力为12~24 MPa内研究了C.I.分散红54和C.I.分散蓝79的溶解性能。探究了在超临界CO_(2)体系中温度和压力对两种偶氮型分散染料溶解度的影响,并采用Chrastil、Mendez-Santiago-Teja(MST)、Bartle、Kumar-Johnston(K-J)和Sung-Shim(SS)溶解度经验模型进行拟合。结果表明:C.I.分散红54和C.I.分散蓝79的溶解度均随体系压力的升高而增加,5种模型拟合水平(R^(2))均较好;C.I.分散红54的SS模型溶解度拟合精度最好,平均相对偏差(AARD值)为2.88%,能更好地预测实验范围内其溶解度数值;C.I.分散蓝79的Chrastil和SS模型的拟合精度较好,AARD值均为12.92%,能较好地预测染料的溶解度。文章丰富了分散染料溶解度数据库,同时也为染料在超临界CO_(2)中拼色和配色提供了理论指导。

分散红11在超临界二氧化碳中的溶解度及其模型拟合

为实现超临界二氧化碳(CO2)染色的工业化应用,采用自主研发的高压超临界流体实验装置,在温度为353.15~393.15K、压力为16~24MPa条件下,利用动态法测量了分散红11(1,4-二氨基-2-甲氧基蒽醌)在超临界二氧化碳中的溶解度,并采用Chrastil经验模型和MST方程对实验结果进行拟合,探讨影响分散染料在超临界CO2中溶解度的因素。结果表明:压力越高,二氧化碳密度越大,分散红11在超临界CO2中的溶解度越高;随温度升高,分散红11的溶解度先增加后降低;分散红11的最优溶解度工艺条件为温度383.15K,压力24MPa;Chrastil经验模型关联水平在0.90以上,MST方程关联水平为0.55,Chrastil经验模型关联结果优于MST方程。

氧化石墨烯对棉秆皮纤维素气凝胶球结构的影响

采用超声分散法将氧化石墨烯(GO)分散到二甲基亚砜中,再将混合液与棉秆皮微晶纤维素(MCC)和氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMim]Cl)溶解液混合,通过垂直悬滴法制备醇凝胶球,用超临界二氧化碳干燥法制备棉秆皮纤维素/氧化石墨烯(MCC-GO)气凝胶球。采用粒径分布软件、SEM、TG、FTIR对样品的形貌结构进行表征。结果表明,当MCC为[BMim]Cl质量的3%时,纤维素醇凝胶球成型效果最好,平均粒径为2.71 mm;随着GO含量(以MCC质量为基准,下同)的增加,醇凝胶球的平均粒径变化不明显,均匀程度降低,确定系数(R2)由0.9985降低到0.8897;而气凝胶球平均粒径随着GO含量的增加先增大后减小,粒径均匀程度降低,R2由0.9915降低到0.6864,当GO含量为6%时,MCC-GO气凝胶球平均粒径最大,为1.79mm,体积收缩率最小,为57.0%。GO的添加增大了气凝胶内部孔隙,改变了孔结构,提高了MCC气凝胶球的热稳定性和吸附能力。