基于离子液体的PET织物高温染色与机器学习预测

《Processes》：Imidazolium-Based Ionic Liquids as Auxiliaries for Aqueous Disperse Dyeing of Polyethylene Terephthalate

　　摘要本研究旨在开发一种在95°C下不使用载染剂、分散剂或还原剂对聚对苯二甲酸乙二酯（PET）织物进行浅至中度染色的方法，并评估单阳离子和双阳离子离子液体作为染色助剂的有效性。研究采用了四种离子液体：1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物、1,4-双(3-甲基咪唑鎓)丁烷二溴化物和1,4-双(3-甲基咪唑鎓)丁烷二氯化物。染料上染率从不含离子液体的对照样品的31.5%提升至加入10 g/L二溴化物基双阳离子离子液体时的88.4%。尽管采用不同分析方法所得结晶度值有所差异，但两种方法均显示对应染色样品的结晶度低于对照样品。考虑到聚对苯二甲酸乙二酯织物染色的非线性特征，本研究采用机器学习模型，基于离子液体类型、浓度和实测色度坐标来预测颜色强度。模型性能通过五折交叉验证及补充统计指标进行评估。利用沙普利加性解释（SHAP）分析来阐释输入变量对模型预测的贡献程度。结果表明，在所选模型中，离子液体浓度和类型是影响最大的特征，其次是色度描述符。