涤锦复合超细纤维染色动力学研究

涤锦复合超细纤维染色动力学研究

中国的优质纯蚕丝纤维采用了传统法和fny一步法的高速纺织生产工艺，采用了dty长丝。影响细纤维及其材料染色性能的因素包括纤维化学结构（化学组成、聚合、分子三维结构等）、超空间结构（结晶、颗粒大小、倾角、无定形区大小、间隙大小及其分布）、形状结构（厚度、剖面形状、皮碗结构等）等。在不同的纺织工艺条件下，由于其超分子和形状结构，纺织机械的染色性能是不同的。因此，对国产优质纯蚕蚕丝纤维的动态染色特性具有积极意义。1实验1.1u3000仪器纤维:普通涤纶长丝1.380g/cm仪器:HS-12型高温高压染色小样机,UV-1700型分光光度计(SHIMADZU公司),BS110S型电子天平(北京赛多利斯天平有限公司),SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵,DF-101S型油浴锅1.2染料吸收曲线的绘制准确称取1g用重结晶法提纯的分散红FB,配制染料的DMF溶液.将溶液分别按倍数关系吸取不同体积,转移到另外8个25mL容量瓶中并用DMF定容,摇匀,用紫外分光光度计测定420~700nm波长处的一系列相应吸光度.以波长为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制其光谱吸收曲线并确定该染料的最大吸收波长λ1.3dmf-ldmf-l-7-运行超细纤维开纤处理工艺:浴比1∶30,NaOH质量浓度10g/L,110℃,45min.染色→还原清洗(NaOH2g/L,保险粉2g/L,80℃,1∶300,10min)→剥色(DMF10mL,110℃,20min).2结果与讨论2.1标准工作曲线分散红FB的最大吸收波长为518.4nm,标准工作曲线见图1.用线性回归法可以得到染料分散红FB的标准曲线方程y=41.49x,式中,x为染液的质量浓度,y为吸光度A.其R2.2纤网密度和线密度对染料上染速率的影响染色速率曲线是染料在纤维上扩散性的表征,曲线的斜率反映了染料在纤维上的上染速度.由图2、3可知,涤锦复合超细纤维上染料的上染量随染色时间的延长而不断增加.开始时增加很快,上染量与染色时间几乎呈直线关系,且125℃比110℃时斜率大,更接近一条直线,对应的上染量数值也比较大,说明染料对纤维的吸附速度随温度的升高而增快.从图3可以看出,125℃时染料吸附量与纤维线密度的关系比110℃时复杂一些,线密度最小的涤纶超细纤维的染料吸附量仍然最大,涤锦复合超细纤维的线密度虽然小于普通涤纶纤维,但其染料吸附量却小于普通涤纶纤维,而且其上染速率曲线的斜率低于两种单一组分(涤纶超细纤维和普通涤纶纤维)的斜率即复合纤维的扩散速度低于单一组分纤维.这是由于涤锦复合超细纤维中锦纶的玻璃化温度比涤纶低,高温条件下已吸附的染料会发生解吸.因此,涤锦复合超细纤维对染料的吸附量比单一组分中普通涤纶纤维的小.另外,从图2、3中还可以看到,3种纤维的半染时间并不能体现染料上染纤维的染色速率.同样,上染速率曲线也很难准确地表达染料在纤维上的染色速率.对于不同种纤维,当平衡上染百分率不同时,半染时间可能相同;而半染时间相同时,平衡上染百分率却可能不同.单纯通过半染时间难以准确地判断染色速率的大小,必须同时考虑半染时间和平衡上染百分率(C半染时间是上染走向平衡的一个常用速率指标根据Hill公式,当a=1,即吸尽率达到50%时,有M由表1可知,普通涤纶纤维、涤纶超细纤维、涤锦超细纤维扩散系数D随t3温度对涤锦复合超细纤维的吸附和扩散的影响3.1涤锦复合超细纤维染色动力学性能与涤纶超细纤维相似,染料的上染量随染色时间的延长而不断增加,开始时增加很快,几乎呈直线关系,且125℃比110℃时斜率大,染料对涤锦复合超细纤维的吸附速度随温度的升高而增快.由于锦纶组分对高温分散染料染色的解吸作用,涤锦复合超细纤维对染料的吸附量比单一组分中涤纶超细纤维的小.3.3涤锦复合超细纤维的扩散系数随着温度的升高而增大,染色初期扩散系数逐渐增大,至一定峰值后逐渐变小,后期染色趋于平衡后,染料在纤维中的扩散变慢.但涤锦复合超细纤维扩散系数的波动幅度没有涤纶超细纤维明显,说明前者的匀染性比后者好.3.4普通涤纶纤维、涤纶超细纤维和涤锦超细纤维3种纤维的扩散系数D均随t1.4测试1.4.1染色速率曲线在一定温度、时间下对纤维染色(染液pH值为4.5~5.0),还原清洗后用DMF剥色,测剥色液的吸光度.根据分散染料的DMF标准工作曲线得出试样上染料的质量浓度.以时间为横坐标,上染百分率为纵坐标作图,即得出上染速率曲线.1.4.2线密度对纤维吸附量的影响利用希尔(Hill)公式(适用于染料从无限染浴向两端无限长的圆柱状纤维中扩散),测定分散染料在涤锦复合超细纤维和其他纤维上的扩散系数式中:D为扩散系数,t为染色时间,a为纤维半径.所得结果为无穷级数,实际应用一般直接查表求得M图2表明,110℃时纤维对染料的吸附量随着其线密度的减小而增大,即纤维越细,染料吸附量越大涤纶超细纤维的染料吸附量大于涤锦复合超细纤维和普通涤纶纤维.另外,由于普通涤纶纤维比涤纶超细纤维、涤锦复合超细纤维的线密度大得多,因而其染料吸附量与涤纶超细纤维、涤锦复合超细纤维的染料吸附量相差很大.2.3染色密度对于纤维整合性的影响扩散系数D作为染料上染纤维的一个动力学特征参数,可以用来评价不同染料在同一纤维上的扩散行为、不同纤维对于同一染料的扩散渗透性以及上染条件对染料-纤维体系扩散性的影响.由表2知,涤锦复合超细纤维的扩散系数随着温度的升高而增大,这是由于染色温度越高,纤维分子运动越剧烈,纤维分子间空隙越大,上染到纤维上的染料越多;另外,在染色初期,涤锦复合超细纤维的扩散系数逐渐增大,至一定峰值后逐渐变小,到后期,染色趋于平衡后,染料在纤维中的扩散变慢.涤锦复合超细纤维的这些性能与涤纶超细纤维和普通涤纶纤维基本相同,但其扩散系数的波动幅度不及涤纶超细纤维明显,