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0 引 言
粘膠纖維原液主要是水體系下的高粘度溶液。著色粘膠纖維可以通過采用顏料粒子混入的方式進行生產(chǎn)，而將顏料粒子攜帶進原液體系的載體只能是水。由于采用這種上色方式無外排污水，因此粘膠著色應用領域的水性顏料色漿開發(fā)將成為發(fā)展趨勢。
1 色漿的考察指標
粘膠行業(yè)對水性顏料的要求主要有以下5點：
(1)粘膠原液含量不能太低。如果太低，則會導致因過多混入水分，使粘度急劇降低，從而導致無法紡絲。
(2)由于噴絲孔的直徑以微米為單位計算，故顏料粒子的直徑必須小于噴絲孔直徑，通?？刂圃?．5／xm以下。
(3)分散體系的均勻性。如果顏料粒子在載體內分布不勻，則會導致粘膠纖維顏色的波動，從而影響產(chǎn)品質量。
(4)水性色漿不能為酸性。如為酸性，則因其容易和粘膠原液反應，導致纖維素析出。
(5)水性色漿的粘度應該控制在40 MPa／S以下，否則影響纖維紡絲成型。顏料粒徑本身尺寸一般在O．1～0．2／．tm，但出廠后大多以聚集態(tài)形式存在，所以水性顏料色漿開發(fā)最主要的就是使顏料在水中分散到一定尺寸，并且要長久地保持穩(wěn)定狀態(tài)。
水性色漿的分散包括以下2點：
(1)均勻分散。
(2)保持分散穩(wěn)定。
首先在預混料階段，在滲透劑的作用下分散質潤濕顏料粒子，包覆在其周圍，然后在強大的外力作用下互相之間打散，同時由于分散劑的存在，粒子之間形成空間隔閡或者電斥力，保持穩(wěn)定下來。顏料的潤濕計算式如下：
CO89= (6 s )，軋 (1)式中： 為潤濕角；6 為固一氣表面張力； 為液一固表面張力； m為液一氣表面張力。角越小，則越易潤濕，6 主要由固體性質決定，隨著顏料的確定而確定，減小 岱和 可以改善顏料在水中潤濕的難易，這個過程與選擇何種潤濕劑有很大關系。
顏料粒子在水陛介質中的潤濕過程可以看作是固一氣界面消失和固一液界面形成的2個過程，取決于粒子表面及水性介質的極性差異情況。由于納米顆粒和水性介質都具有一定的極性，固一液界面很容易代替固一氣界面。當顆粒不被完全潤濕時，顆粒有強弱不等的逃離出水的趨勢，或者在水中抱團，不能穩(wěn)定分散。顏料粒子被潤濕后主要以2種狀態(tài)存在：
(1)顆粒間發(fā)生團聚行為互相粘連形成大的團聚體，成長為二次顆粒。
(2)顆粒間互相排斥在水性介質中自由布朗運動，形成穩(wěn)定懸浮液。2種狀態(tài)同時存在且在一定條件下互相轉化。顏料分散體系不穩(wěn)定計算式如下：
Vs=2a2(p一8)g，9 (2)式中： s為沉降速率；o為粒子半徑；P為分散相密度； 為分散介質密度；g為重力加速度； 為分散介質粘度。
從上式可以看出a的作用非常明顯，粒子半徑越大，沉降速率越快。當 s低到一定程度時，分子的布朗運動會抵消 s的影響，使體系成為穩(wěn)定的懸浮體。
2 潤濕分散原理
顏料通常被認為是不溶解于水的，但顏料粒子通常有著極度輕微的溶解，因此當粒子分散不均，粒徑分布不均勻時，由于大粒徑粒子的溶解度遠遠小于小粒子的溶解度，故體系中產(chǎn)生了溶解度差，小粒子周圍分子析出，向大粒子靠攏，從而造成大粒子越來越大，小粒子越來越小，最終破壞體系分散穩(wěn)定性。所以色漿使用的顏料粒子的粒徑應盡量集中分布在一個較窄的范圍內，以有利于保持體系穩(wěn)定。
顏料穩(wěn)定懸浮于水體系中主要有3種機理：
(1)靜電穩(wěn)定機理，即通過調節(jié)pH使得顆
粒表面產(chǎn)生一定量的表面電荷形成雙電層。由于雙電層的存在使粒子間的吸引力大大降低，從而實現(xiàn)顏料分散。
(2)空間位阻穩(wěn)定機制，即在懸浮液中加入一定量不帶電的高分子化合物，使其分子鏈吸附在顆粒周圍，呈臥式、環(huán)式、尾式3種形態(tài)，從而使顆粒之間產(chǎn)生排斥作用力，達到分散目的。
(3)靜電空間穩(wěn)定機制，即在懸浮液中加入一定量的聚電解質，同時調節(jié)pH值，促使聚電解質的離解度達到最大，粒子表面對聚電解質達到飽和吸附，二者的共同作用使顆粒均勻分散。