优秀研究生学位论文题录展示

超细炭黑水性分散体系的制备及染色性质研究

专 业: 纺织工程
关键词: 炭黑 水性体系 染色性能 阳离子改性剂 棉织物
分类号: TQ621.24  TS193.21
形 态: 共 104 页 约 68,120 个字 约 3.258 M内容
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内容摘要


炭黑是一种重要的化工原材料,广泛应用于橡胶、塑料、油墨、涂料等领域。

本文研究了炭黑的分散性质,比较了两种制备超细炭黑水性分散体系的方法,并分析了超细炭黑水性体系的性质和染色性能,探讨了阳离子改性棉织物对炭黑染色性能的影响。

从炭黑分散体系三部分(分散介质、添加剂和炭黑)作用的角度,初步研究了炭黑的分散性能。

结果表明炭黑在弱极性(ε=4.9~13.3)或沉降因子低(C<1.043)的介质中分散效果较好,添加剂会影响炭黑在介质中的分散,炭黑表面结构因液相氧化而改变,分散后的炭黑粒径随氧化程度的加剧而变大。

采用分散剂直接分散法制备超细炭黑水性分散体系时,研究了低分子分散剂、高分子分散剂(羧甲基纤维素钠CMC和聚乙烯吡咯烷酮PVP)对炭黑的分散效果,并讨论了分散剂的混用。

结果表明低分子分散剂中阴离子型能较好地分散炭黑,其中亚甲基二萘磺酸钠NNO最有效;CMC粘度影响对炭黑的分散,炭黑粒径随超声时间的延长而迅速降低至最小值160nm;过氧化氢高温处理有利于CMC分散炭黑;PVP分散后的炭黑粒径、Zeta电位绝对值随超声时间的延长也逐渐降低,但过氧化氢高温处理不利于PVP分散炭黑;非、阴离子型低分子分散剂混用时没有协同作用;在过氧化氢高温处理时,NNO与CMC有较好的混用性;另外NNO比聚氧乙烯辛基苯酚Tx能更有效地改善PVP对炭黑的分散效果; 讨论了CMC、PVP包覆炭黑的分散效果。

结果表明非溶剂用量影响CMC包覆后的炭黑粒径,包覆后的炭黑粒径较大、Zeta电位绝对值较高,离心稳定性较好;PVP交联包覆时,当引发剂用量>1.6wt%时,炭黑粒径明显增加;在超声波处理时,PVP包覆分散和PVP直接分散的炭黑具有相似的粒径和Zeta电位,但前者的离心稳定性较好;然而PVP包覆后的炭黑在强烈超声时,会重新聚集成较大的附聚体,表明包覆的PVP交联层容易在炭黑表面剥落。

分析了超细炭黑水性分散体系的性质,表明体系的表观粘度随NNO用量增加而略有增大,体系为剪切变稠型;体系的表观粘度也随炭黑用量增加而增大,当炭黑用量<5wt%时,为剪切变稠型,而当炭黑用量为10wt%时,则为明显的剪切变稀型;分散体系具有较好的离心稳定性,通过离心分级可获得不同粒径D0(最小可达36.1nm)的炭黑分散液,都具有较好的静置稳定性(25℃和80℃),D0为90.5nm的炭黑具有很好的再分散性。

研究了超细炭黑水性分散体系的染色性质。

结果表明分散剂种类对棉织物K\S值影响较大,其中二丁基萘磺酸钠BX染色后的棉织物K\S值最高,炭黑上染率和织物K\S值随着分散剂(NNO、Tx)用量增加而明显降低;炭黑粒径对棉织物颜色性质影响较小,炭黑上染率随着炭黑用量增加而逐渐增加,但当CB>8%owf时开始迅速下降;织物K\S值随炭黑用量变化的曲线类似于Langmuir型,染色后织物K\S值当炭黑为10%owf时达到最大,而皂洗后K\S值当炭黑为4%owf时达到最大;添加电解质NaCl对炭黑染色有一定的促染作用,粘合剂能明显提高棉织物K\S值,但并不能提高摩擦牢度。

在阳离子改性棉织物的基础上,讨论了炭黑分散体系的染色性能。

认为分散剂种类也影响炭黑对阳离子改性棉织物的染色,其中BX、Tx的染色效果较好;炭黑上染率和织物K\S值随分散剂(NNO、Tx)用量增加而有所降低;炭黑粒径对阳离子改性棉织物的颜色性质影响较大;增加炭黑用量,则炭黑在阳离子棉织物上的上染率明显降低,当炭黑用量为2%owf时,达到最大色深值;添加电解质对阳离子棉织物染色的影响较小,可实现无盐染色;加入粘合剂降低了阳离子棉织物染色后的K\S值,但稍微提高了棉织物的干、湿摩擦牢度。

探讨了超细炭黑染色阳离子改性棉织物的机理。

阳离子改性棉织物提高了炭黑的染色效果,其中Tx分散体系染色后的效果改善最明显;超细炭黑与阳离子化棉纤维间有较强的亲和力,在很短的染色时间(5min)内,炭黑就能最大限度地吸附到棉纤维表面,随着染色时间的延长,炭黑粒子逐步向棉纤维表层内部孔隙或裂缝扩散..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1炭黑概述
1.1.1炭黑微观结构和形态
1.1.2炭黑元素组成和表面官能团
1.2炭黑水性分散体系制备方法的研究现状
1.2.1氧化改性
1.2.2接枝改性
1.2.3分散剂直接分散
1.2.4聚合物包覆
1.3炭黑用于纺织品染色的研究现状
1.3.1浸染
1.3.2轧染
1.3.3原液染色
参考文献
第二章 炭黑分散性能的初步研究
2.1材料与方法
2.1.1材料
2.1.2方法
2.2结果与讨论
2.2.1分散介质对炭黑分散的影响
2.2.2添加剂对炭黑在不同介质中分散的影响
2.2.3炭黑表面结构对炭黑分散的影响
2.3本章小结
参考文献
第三章 超细炭黑水性分散体系制备方法的探索
3.1材料与方法
3.1.1材料
3.1.2方法
3.2结果和讨论
3.2.1分散剂直接分散法
3.2.2聚合物包覆法
3.2.3分散剂直接分散法与聚合物包覆法的比较
3.3本章小结
参考文献
第四章 超细炭黑水性分散体系的性质
4.1材料与方法
4.1.1材料
4.1.2方法
4.2结果与讨论
4.2.1分散剂用量对体系表观粘度的影响
4.2.2炭黑用量对体系表观粘度的影响
4.2.3分散体系的离心稳定性
4.2.4不同粒径炭黑的静置稳定性
4.2.5不同粒径炭黑的再分散性
4.3本章小结
参考文献
第五章 超细炭黑分散体系的染色性能
5.1材料与方法
5.1.1材料
5.1.2方法
5.2结果和讨论
5.2.1分散剂种类对棉织物K/S值的影响
5.2.2分散剂用量对染色性能的影响
5.2.3炭黑粒径对棉织物颜色性质的影响
5.2.4炭黑用量对棉织物染色性能的影响
5.2.5电解质对染色性能的影响
5.2.6粘合剂对炭黑染色棉织物的影响
5.3本章小结
参考文献
第六章 超细炭黑对阳离子改性棉织物的染色
6.1材料与方法
6.1.1材料
6.1.2方法
6.2结果和讨论
6.2.1棉织物的阳离子改性
6.2.2阳离子改性棉织物的染色
6.2.3超细炭黑染色阳离子改性棉织物的机理探讨
本章结论
参考文献
论文主要结论
论文创新点
附录

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中图分类: > TQ621.24 > 工业技术 > 化学工业 > 颜料工业 > 消色颜料
其他分类: > TS193.21 > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 染整工业 > 染色

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