分散染料在超临界CO染色中的溶解性及分配性研究

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本文自行设计建立了两套不同的实验装置,分别采用流动法和间歇式内循环法对四种分散染料在超临界CO2中的溶解度进行了测定。由流动法测得的分散黄119和分散红343的溶解度范围分别为1.6×10-8-1.9×10-7、3.8×10-9-3.5×10-6。而采用间歇式内循环取样法测得的分散橙30和分散橙31的溶解度范围分别为2.1×10-5-7.8×10-5、1.4×10-5-3.7×10-5。由于采用间歇式内循环取样法的实验重现性较好,故间歇式内循环法比流动法测定分散染料在超临界CO2中溶解度的方法好。 分散黄119、分散红343、分散橙30和分散橙31在超临界CO2中的溶解度随压力的增高而增加。温度的影响较复杂,分散黄119和分散红343在实验条件范围内存在着一个转变压力,当系统压力大于此转变压力时,溶解度随温度的升高而增加;当系统压力小于它时,溶解度随温度升高而减小。而分散橙30和分散橙31的溶解度随温度的升高而升高,这两种分散染料在实验条件范围内未出现转变压力,推测分散橙30的转变压力在16MPa以下。 从染料分子结构上分析,染料分子结构中增加-OH,-NO2等极性基团,将降低其在超临界CO2中的溶解度;而分子结构中引入-Cl将增大染料的溶解度。用Chrastil经验模型和PR状态方程对溶解度数据进行了关联,得到分散染料在超临界CO2中溶解度的计算模型,Chrastil经验模型的拟合度较PR状态方程好。 最后考察了分散黄119在超临界CO2和涤纶织物间的平衡分配系数,在实验条件范围内Keq为1.6×104-9.3×104,随温度的上升而上升,随压力的升高而下降。在压力为18-20MPa时,Keq随压力的变化不大。
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