论文部分内容阅读
腈纶，又称聚丙烯腈（polyacrylonitrile, PAN）纤维，通常是指含丙烯腈85%以上的丙烯腈共聚物或均聚物纤维。由聚丙烯腈纤维制成的制品通常具有高的耐光牢度、抗菌抗虫等优良性能，其纺织品被广泛地用于服装、装饰、产业等领域。由于腈纶传统染色存在时间长、温度高和染色不匀等问题，同时考虑缩短加工工艺，达到节能降耗的目的，提出了腈纶凝胶染色。腈纶凝胶染色是指聚丙烯腈纤维湿法纺丝过程中在其结构致密化前即干燥热定型前（水洗丝）进行染色。腈纶凝胶染色具有时间短、温度低、节能降耗等优点。然而，目前为止并没有对于腈纶凝胶染色技术进行系统性研究。所以本论文对腈纶纤维凝胶染色技术进行了系统探讨。
首先，采用 X 射线衍射法对水洗丝及成品丝的结晶度进行了分析，并通过力学方法及动态热机械分析研究了水洗丝及成品丝的力学性能。其次，由于实验室无法实现如同工厂一样的生产系统，在锥形瓶中使用振荡染色机进行模拟实验研究，选择了四只进口阳离子染料 Dystar Black NDL、Dystar Red FBL liq、Astrazon Goldden Yellow GL 200%liq和Dystar Blue BG liq以及6只实验室自制液体阳离子染料BX-GBL、X-GRL、X-GL 200%、X-5GL 225%、X-GRL207%和X-BL 200%，对水洗丝进行凝胶染色，系统研究了温度、时间、pH、染料浓度和助剂对凝胶染色上染率及得色量的影响，将进口阳离子染料及实验室自制液体阳离子染料进行了对比。最后，对腈纶凝胶染色后的纤维进行不同温度的耐洗色牢度测试，并研究了三种固色剂：无醛固色剂、腈纶固色剂和邦威 TCL 与染料进行同浴染色对于耐洗色牢度的影响。
1. 通过X射线衍射测得水洗丝的结晶度为42.36%，成品丝结晶度为61.10%，水洗丝的结晶度低于成品丝表明水洗丝的无定形区大于成品丝。与此同时水洗丝的断裂伸长率及断裂强度要大于成品丝，说明水洗丝在生产过程中承受力强于成品丝更加有力有益于生产加工，避免造成纤维的损伤。
2.进口 4 只阳离子染料进行腈纶凝胶染色时，最合适的染色工艺及配方为50℃，时间为20~40 s，醋酸2%（o.w.f），醋酸钠1%（o.w.f），1227 1%（o.w.f）。实验室自制 6 种液体阳离子染料进行凝胶染色时，最合适的染色工艺及配方为50℃，时间为20~40 s，醋酸2%（o.w.f），醋酸钠1%（o.w.f），Lutensol FT TO 8 1%（o.w.f）。改变染色工艺配方后，实验室自主研发自制液体阳离子染料上染率有所提升。并且相较于传统沸染工艺，腈纶凝胶染色温度低，时间快并且能减少后续加工程序，节约能源绿色环保。
3. 通过对德司达液体黑色阳离子染料的和实验室自主研发自制液体黑色阳离子染料进行腈纶凝胶染色对比发现自制阳离子染料无论是上染率还是提升力都要优于德司达进口阳离子染料，从此可以推断出在腈纶凝胶染色中自制染料可以代替进口染料以达到经济实惠的目的，更易于腈纶凝染色的大规模实施。
4.十只阳离子染料的60℃耐洗色牢度整体都较好，均为4~5级。染色前后的纤维扫描电镜测试的结果也表明染色后纤维表面并没有出现大量染料聚集，阳离子染料在短时间内大量进入到纤维内部与纤维结合而不是在纤维表面聚集。
5. 95℃耐洗牢度相对较差，均下降了1~2级，其中羊毛与尼龙沾色较为严重。德司达阳离子红Dystar Red FBL liq、阳离子蓝Dystar Blue BG liq、阳离子黄Astrazon Goldden Yellow GL 200%liq和阳离子黑Dystar Black NDL 4只染料中Dystar Black NDL测试前后颜色变化最小，其他三种染料所染纤维均有些许脱色。使用不同助剂与染料进行同浴染色可提升 95℃耐洗色牢度，其中腈纶固色剂提升效果明显，均能提升至4级以上。
首先，采用 X 射线衍射法对水洗丝及成品丝的结晶度进行了分析，并通过力学方法及动态热机械分析研究了水洗丝及成品丝的力学性能。其次，由于实验室无法实现如同工厂一样的生产系统，在锥形瓶中使用振荡染色机进行模拟实验研究，选择了四只进口阳离子染料 Dystar Black NDL、Dystar Red FBL liq、Astrazon Goldden Yellow GL 200%liq和Dystar Blue BG liq以及6只实验室自制液体阳离子染料BX-GBL、X-GRL、X-GL 200%、X-5GL 225%、X-GRL207%和X-BL 200%，对水洗丝进行凝胶染色，系统研究了温度、时间、pH、染料浓度和助剂对凝胶染色上染率及得色量的影响，将进口阳离子染料及实验室自制液体阳离子染料进行了对比。最后，对腈纶凝胶染色后的纤维进行不同温度的耐洗色牢度测试，并研究了三种固色剂：无醛固色剂、腈纶固色剂和邦威 TCL 与染料进行同浴染色对于耐洗色牢度的影响。
1. 通过X射线衍射测得水洗丝的结晶度为42.36%，成品丝结晶度为61.10%，水洗丝的结晶度低于成品丝表明水洗丝的无定形区大于成品丝。与此同时水洗丝的断裂伸长率及断裂强度要大于成品丝，说明水洗丝在生产过程中承受力强于成品丝更加有力有益于生产加工，避免造成纤维的损伤。
2.进口 4 只阳离子染料进行腈纶凝胶染色时，最合适的染色工艺及配方为50℃，时间为20~40 s，醋酸2%（o.w.f），醋酸钠1%（o.w.f），1227 1%（o.w.f）。实验室自制 6 种液体阳离子染料进行凝胶染色时，最合适的染色工艺及配方为50℃，时间为20~40 s，醋酸2%（o.w.f），醋酸钠1%（o.w.f），Lutensol FT TO 8 1%（o.w.f）。改变染色工艺配方后，实验室自主研发自制液体阳离子染料上染率有所提升。并且相较于传统沸染工艺，腈纶凝胶染色温度低，时间快并且能减少后续加工程序，节约能源绿色环保。
3. 通过对德司达液体黑色阳离子染料的和实验室自主研发自制液体黑色阳离子染料进行腈纶凝胶染色对比发现自制阳离子染料无论是上染率还是提升力都要优于德司达进口阳离子染料，从此可以推断出在腈纶凝胶染色中自制染料可以代替进口染料以达到经济实惠的目的，更易于腈纶凝染色的大规模实施。
4.十只阳离子染料的60℃耐洗色牢度整体都较好，均为4~5级。染色前后的纤维扫描电镜测试的结果也表明染色后纤维表面并没有出现大量染料聚集，阳离子染料在短时间内大量进入到纤维内部与纤维结合而不是在纤维表面聚集。
5. 95℃耐洗牢度相对较差，均下降了1~2级，其中羊毛与尼龙沾色较为严重。德司达阳离子红Dystar Red FBL liq、阳离子蓝Dystar Blue BG liq、阳离子黄Astrazon Goldden Yellow GL 200%liq和阳离子黑Dystar Black NDL 4只染料中Dystar Black NDL测试前后颜色变化最小，其他三种染料所染纤维均有些许脱色。使用不同助剂与染料进行同浴染色可提升 95℃耐洗色牢度，其中腈纶固色剂提升效果明显，均能提升至4级以上。