在最佳水平組合下對腈綸進行水解改性,并對比改性前后的回潮率,結果如表8所示
由表8可知,改性后腈綸的回潮率獲得了大幅度的提升。
2.6腈綸改性前后力學性能的對比
在最佳水平組合下對腈綸進行水解改性,并對腈綸改性前后的力學性能進行對比,如表9所示。
由表9可知,改性后纖維的斷裂強度略有下降,原因可能是由于隨著水解的進行,纖維表面大分子發生降解所致,但其纖維強度的損失對纖維的應用影響不大。
2.7腈綸改性前后的染色性能
2.7.1陽離子染料上染性能對比
用陽離子染料分別處理改性與未改性腈綸,其三原色上染速率曲線如圖3和圖4所示。
由圖3和圖4的數據分析可知,對于改性前后的腈綸纖維,隨著時間的延長,陽離子染料的上染百分率都不斷增加,可見染色時間對陽離子染料的染色速率及上染量影響顯著。同時,由圖3和圖4可知,未改性腈綸的初始上染速率低于改性腈綸的上染速率,這可能是由于改性后腈綸的吸附性能增強,在陽離子上染過程中,陽離子染料在上染開始階段被大量吸附到纖維表面所致。另外,由圖3和圖4可看出,改性前后陽離子染料的平衡上染百分率基本不變。對于改性后的腈綸纖維,在60 min左右三原色都基本達到平衡上染百分率,紅色漢諾陽離子染料的半染時間較黃色和藍色陽離子染料要短,大約為10 min,但最后三原色的平衡上染百分率基本一致。
2.7.2酸性染料上染性能的對比
用弱酸性染料分別處理改性與未改性腈綸,其三原色上染速率曲線如圖5和圖6所示。
由圖5和圖6可知,對于改性前后的腈綸纖維,隨著時間的延長,3種弱酸性染料的上染百分率均不斷下降。這可能是由于纖維在放入染浴后,會大量吸附染料分子,但染料分子并沒有以化學鍵的方式與纖維分子結合,而只是簡單地吸附在纖維的空隙中或以范德華力和氫鍵的形式與纖維結合。當溫度升高時,染料分子的動能增加,會有部分染料轉而再重新進入染浴中,致使染料的上染百分率降低。因此為了達到較高的上染率,應降低上染溫度,染色時最高溫度可控制在85℃左右,上染時間可控制在20 min左右。
另外通過對比圖5和圖6,可知改性后腈綸的吸附性稍高于未改性腈綸的,且改性后腈綸對弱酸性染料平衡上染百分率高于未改性的,這可能是由于聚丙烯腈的水解使氰基轉化為羧基和酰胺基,因此聚丙烯腈纖維分子的側鏈變得更加龐大,從而使纖維內部產生了大量的相互貫通的微孔,這些微孔構成毛細管網絡并與纖維表皮的溝壑相通,可將大量的染液吸附到纖維的內部[7];另外由于聚丙烯腈水解產生大量的—CONH2在酸性條件下會轉化為—CONH+3,從而為酸性染料的上染提供了大量的染座,其上染機理類似于酸性染料上染羊毛。因此改性腈綸的上染速率曲線稍稍高于未改性腈綸的上染速率曲線。
3·結論
3.1腈綸水解改性的最佳工藝條件為水解溫度90℃,水解時間18min,NaOH濃度10%
3.2改性后的腈綸纖維較改性前的腈綸纖維具有更高的回潮率,斷裂強度略有下降,但不影響應用。
3.3陽離子染料更適合對改性后腈綸的染色。不同陽離子染料的上染速率不同,紅色陽離子染料的上染速率較快,但改性前后陽離子染料的平衡上染百分率基本不變。酸性染料對腈綸上染的穩定性不高,隨著染色時間的延長,上染百分率有下降的趨勢,所以可通過縮短染色時間來提高酸性染料的上染率,同時應注意染色溫度不能過高,控制在85℃左右為宜。
參考文獻
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