基于数据驱动的棉织物活性染料上染率模型研究

【摘要】近年来，我国将节能减排作为基本国策，把推行清洁生产、节能降耗作为印染行业的约束条件。而作为天然纤维中的重要品种棉纤维，在活性染料染色过程中依然存在高耗能、耗水以及污水排放严重等问题。若能在棉织物染色过程中建立工艺因素与上染率的关系模型，就能通过模型预测和在线反馈技术来控制染色过程。这对提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和实现节能减排都具有重要意义。选择拼色常用的三只中温型活性染料：活性红3BE、活性黄3RE和活性蓝S3G对棉织物染色，基于BP神经网络理论建立棉织物三原色活性染料的上染率-染色温度模型、上染率-元明粉浓度模型和上染率-浴比模型，然后用所建模型预测上染率。通过模型的验证，上染率预测值与实验值的相对误差均在1.5%以内，说明采用所建模型可以较准确地预测上染率。首先基于灰色系统理论，建立棉织物三原色活性染料的上染率-染色温度模型、上染率-元明粉浓度模型和上染率-浴比模型；然后将所建灰色模型结合BP神经网络理论，建立棉织物三原色活性染料的上染率-染色工艺多因素模型；最后用所建模型预测上染率。通过模型的验证，上染率预测值与实验值的相对误差均在2.0%以内，说明采用所建模型可以较准确地预测上染率。棉织物三原色活性染料染色先分别以2℃/min和1℃/min升温至55℃，再进行保温；然后绘制上染速率曲线；再通过差值求导而得到各时间点的瞬时上染速率；最后基于BP神经网络理论建立棉织物三原色活性染料上染阶段的瞬时上染速率模型。结果表明：在保证染色品质量的前提下，可以利用瞬时上染速率模型来调整升温速率，从而达到控制上染速率的目的，为节省染色时间和提高染色效率奠定基础。
【作者】徐文龙；
【导师】汪澜；
【作者基本信息】浙江理工大学，纺织化学与染整工程，2014，硕士
【关键词】棉织物；活性染料；上染率；BP神经网络；灰色-BP神经网络；上染速率；瞬时上染速率；

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