分散红染料墨水的制备及喷墨印花工艺研究

作     者：杨振铭 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱亚伟

授予年度：2019年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082103[工学-纺织化学与染整工程] 

主      题：喷墨印花 涤纶织物 亚胺分散染料 预处理 稳定性 

摘      要：邻苯酰亚胺杂环型红色分散染料是重要的红色相染料,本课题主要研究了喷墨印花涤纶织物前处理工艺和助剂对分散染料研磨性能的影响,制备出满足喷墨印花墨水性能要求的红色相分散染料墨水。1)选择10种预处理剂（CMC、PTF-3、PTF-S、海藻酸钠、黄原胶、SD、CZ-1、HF-201、HF-202、HF-205）进行喷墨印花预处理,探究合适的预处理剂配方,并观察不同预处理剂对织物表观形态的影响;结果表明CMC预处理效果最佳,合适浓度为6～8g/L,较原样经纬向打印线条宽度分别降低17.7%、37.5%,K/S值提升37.57%,织物表面未成膜,所选助剂中黄原胶及SD可在织物表面形成均匀连续的膜。2)选择 13 种助剂（CP-50,PEG-500,AC-20,EA-10,RD40,木质素,聚乙烯醇0588,聚乙烯醇1788,JFC-1,EA-12,L62,L44,5040）并探究助剂的复配方案,采用平均粒径、粘度、表面张力、比吸光度等指标评价染料墨水的性能。研究结果表明:适合制备分散染料墨水的助剂有3种（AC-20、EA-12、CP-50）,制备的分散染料墨水的各项性能较好,平均粒径为160～170nm;其余10种助剂（PEG-500,EA-10,RD40,木质素,聚乙烯醇0588,聚乙烯醇1788,JFC-1,L62,L44,5040）不适合单独用于分散染料喷墨墨水制备。助剂AC-20与EA-10、JFC-1复配,可提高分散染料墨水的稳定性,其各项性能（平均粒径160nm左右、粘度4～5mPa·s、表面张力28～30mN/m、离心比吸光度77～82%）均优于单一使用AC-20;这说明分散剂AC-20与EA-10、JFC-1存在协同效应,相互复配能提高研磨效率及墨水体系的稳定性;而助剂CP-50与助剂（EA-10、JFC-1、PEG-500）复配墨水性能提升较小。3)继续考察分散剂间的复配比例对墨水性能的影响发现,AC-20与EA-10按照6:4的比例复配时研磨效率最高,经过8h研磨平均粒径为148nm,离心后比吸光度为83.12%。AC-20与JFC-1复配比例为5:5时研磨效率最高,平均粒径为161.3nm,离心后比吸光度为77.12%。4)所选多元醇保湿性对墨水保湿性能提升排序为三乙二醇乙二醇1,2-丙二醇二乙二醇;多元醇的引入会提升墨水的粘度,降低表面张力,其中二乙二醇引入粘度提升最明显,乙二醇对粘度影响最小。实验发现10%浓度乙二醇可以提升离心比吸光度2%左右,其余三种多元醇无此作用,综合分析所选多元醇中乙二-醇较适合作为墨水的保湿剂。5)TEM和墨滴观测系统测试结果表明,自制分散红墨水中染料颗粒被助剂均匀包裹,具有较好的防沉降性;墨滴喷射状态主要受墨水粘度及表面张力影响,粘度过高无法喷墨或有拖尾现象,粘度过低则形成墨滴大小不均,喷射方向杂乱无章;优化的粘度为4～5mPa.s、表面张力为29～32 mN/m,具有较理想喷射性能。6)实验最终制得亚胺红墨水各项性能指标分别为:粒径148.9nm、PDI值0.12、粘度4.62mPa·s、表面张力30.512mN/m、pH值6.76、比吸光度85.18%。通过与商用墨水性能对比发现自制亚胺红墨水的平均粒径、PDI值、粘度、表面张力均已和商用墨水达到同一水平,但离心稳定性仍稍逊于商用墨水。