超临界CO2染色设备清洗工艺研究

论文摘要

超临界二氧化碳技术是一种绿色环保的加工技术,近年来已得到各界的广泛关注。而超临界二氧化碳染色技术经过多年的研究发展,无论是从基础理论研究到实际应用方面都取得了显著的提高和拓展,尤其是相较于传统染色而言更是展现了诸多优势。但是有关该技术的染后设备清洗工艺却未见报道,本课题就是在上述研究和清洗技术相关研究基础上,针对超临界二氧化碳染色的染后设备清洗工艺展开探索,以分散染料在超临界二氧化碳中的溶解性能为理论依据,结合实验室的实验装置并对其进行局部改装后提出染后设备清洗工艺。本文选用深色三原色分散染料C.I.分散红167、C.I.分散橙30、C.I.分散蓝79,采用流动循环法在60℃-120℃,12-28MPa范围内测定了三种分散染料在超临界二氧化碳体系中的溶解度,以此来表征分散染料的清洗效果。分别得到了三种分散染料的最佳清洗工艺,C.I.分散红167染料的最佳清洗工艺为：温度120℃,压力20MPa,循环时间40min,流体流量3L/h:C.I.分散橙30染料的最佳清洗工艺为：温度100℃,压力24MPa,循环时间40min,流体流量11L/h:C.I.分散蓝79染料的最佳清洗工艺为：温度100℃,压力20MPa,循环时间40min,流体流量3L/h。同时分析讨论了各因素对清洗工艺的影响规律。由上述实验结果确定了C.I.分散红167染料为三种染料中溶解度最小、最难清洗的染料。通过添加夹带剂于超临界二氧化碳流体中对清洗效果进行强化,在相同的实验条件范围内测定了该染料的溶解度,得到了添加夹带剂的最佳清洗工艺：温度100℃,压力18MPa,夹带剂为丙酮,浓度1%,循环时间40min,流体流量5L/h。同时分析讨论了各因素对清洗工艺的影响规律。通过对两种不同的清洗工艺的对比分析,阐述了夹带剂对清洗效果的作用机理,同时突出了夹带剂及其浓度的选择对清洗效果的影响作用。在上述研究内容的基础上,对适用于超临界二氧化碳染色设备的清洗剂配方的开发进行了探索。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 超临界流体概述
• 1.2.2.1 超临界二氧化碳流体的性质
• 1.2.2.2 超临界二氧化碳流体溶解性能的影响因素
• 1.2.2.3 超临界流体技术的优点及存在问题
• 1.2.3 溶解度测定方法
• 1.3 本文研究内容及创新点
• 1.3.1 本文研究内容
• 1.3.1.1 超临界清洗技术机理研究
• 1.3.1.2 超临界二氧化碳中分散染料的溶解性能研究
• 1.3.1.3 在含有夹带剂的超临界二氧化碳中分散染料的溶解性能研究
• 1.3.1.4 染后清洗工艺研究及参数优化分析
• 1.3.2 创新点
• 第二章 超临界二氧化碳为清洗剂的清洗实验研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.1.1 染料
• 2.2.1.2 其他化学试剂
• 2.2.2 实验仪器和设备
• 2.2.3 实验方法
• 2.2.3.1 实验装置的建立
• 2.2.3.2 实验条件的确定
• 2.2.3.3 实验装置的可行性验证
• 2.2.3.4 清洗工艺过程
• 2.2.4 分析检测方法
• 2.2.5 染料溶解度的计算
• 2.2.5.1 溶解度的表示方法
• 2.2.5.2 染料最大吸收波长的确定
• 2.2.5.3 染料标准曲线的绘制
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 超临界二氧化碳清洗工艺正交实验
• 2.3.1.1 C.I.分散红167染料清洗工艺
• 2.3.1.2 C.I.分散橙30染料清洗工艺
• 2.3.1.3 C.I.分散蓝79染料清洗工艺
• 2.3.2 清洗工艺影响因素分析
• 2.3.2.1 温度与压力对清洗工艺的影响
• 2.3.2.2 染料分子结构对清洗工艺的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 添加夹带剂的超临界二氧化碳清洗实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.1.1 染料
• 3.2.1.2 其他化学试剂
• 3.2.2 实验仪器和设备
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.3.1 夹带剂的选择
• 3.2.3.2 实验条件的确定
• 3.2.3.3 清洗工艺过程
• 3.2.4 分析检测方法
• 3.2.5 染料溶解度的计算
• 3.2.5.1 分散红167染料溶解度的表示方法
• 3.2.5.2 分散红167染料最大吸收波长的确定
• 3.2.5.3 分散红167染料标准曲线的绘制
• 3.2.5.4 实验中超临界二氧化碳密度的计算
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 添加夹带剂的超临界二氧化碳清洗工艺正交实验
• 3.3.1.1 夹带剂为甲醇的清洗工艺
• 3.3.1.2 夹带剂为乙醇的清洗工艺
• 3.3.1.3 夹带剂为丙酮的清洗工艺
• 3.3.2 添加夹带剂的清洗工艺影响因素分析
• 3.3.2.1 温度与压力对清洗工艺的影响
• 3.3.2.2 夹带剂的极性对清洗工艺的影响
• 3.3.2.3 夹带剂的浓度对清洗工艺的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 清洗效果对比分析
• 4.1 引言
• 4.2 两种清洗工艺对比分析
• 4.2.1 相同压力与温度条件下的清洗效果对比
• 4.2.2 相同温度与时间条件下的清洗效果对比
• 4.2.3 相同压力与时间条件下的清洗效果对比
• 4.3 清洗效果检测
• 4.3.1 清洗率评定
• 4.4 清洗剂配方的初步探究
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录