影响腈纶纤维上色速率的因素

李志量

摘要：腈纶纤维上色的速率会受到多方面的因素的影响，本文从染色的机理进行分析，并从聚合生产的影响、纺丝成形条件等方面展开分析和探讨。

关键词：腈纶纤维；染色速率；热定型

腈纶纤维染色速率多取决于该种纤维具备的物理结构，是相对于聚丙烯腈纤维材料染色速度相对来衡量的。上色速率的高低和稳定性，会对后续的染色产生很大的影响，是对腈纶纤维材料质量进行认定的主要指标。本文将会对上色速度的影响因素进行探讨。

1腈纶纤维染色的机理

由于聚丙烯腈纤维中的大分子量是一种酸性物质，采用阳离子材料进行染色要以把其视作为离子的交换。染料中的离子D+与纤维材料中的FSO3H或者FCOOH产生离子交换，具体的化学式为：，或者，因为酸性分子基团的存在和氰基具备的强电负性，在染浴环境条件下，纤维材料的外表面会具备负电荷，电位区间在44-58毫伏。染色的具体过程为阳离子染色材料和纤维材料中的酸性分子基团和盐键进行结合，纤维材料生产制造技术和工艺之间的差异，其酸性基团具备的数量也有着很大的不同。和纤维材料酸性分子基团没有进行结合的染色材料牢靠程度不是十分理想[1]。所以，阳离子染色材料具备的饱和值不可以大于离子键结合形成的染色饱和值。

2聚合生产对于梁色速率的影响

因为聚丙烯腈含量达到100%的纤维材料具备很好的耐候性以及化学稳定性，可是因为进行有效的染色比较困难，很难把该种材料转变为商品来创造更多的经济效益。关键的原因是由于丙烯腈二级玻璃转化位置点高所引起的，一般都不小于100摄氏度，如果要想成功的对该材料进行染色应该对聚合物质进行改性。丙烯腈一般会和质量分数含量达到5-10%单体进行共聚。该单体物质有的会含有羟基分子团或者磺酸，有的还具有季胺分子基团或者胺，从而会形成较为疏松结构体，可以把玻璃化转变位置点减小到85-95摄氏度，可以让腈纶纤维材料可以具备更好的渗透能力。而在纤维材料中加入阴离子或阳离子分子基团，可以让该种纤维生产出的纱线或者织物具备更好的颜色和光泽[2]。而具体加入多少离子分子基团，会对纤维材料上色分子基团产生直接的影响，也就是对纤维材料上色性能进行判断和识别，也就是纤维材料具备的染色饱和度。

在同样的情况下，如果纤维材料具备的染色饱和度高，那行实现的染色速度就会变高。因为染色分子基团配合的速度快，相应的纤维材料染色速度就会越高。加入了染色分子基团，使聚丙烯腈的配合实现了改性，把聚合物大分子量的结构进行了调整和改变，因此就对纤维具备的特点进行了改善。

3纺丝成形条件对于梁色速率的影响

3.1初生纤维产生的影响

把原液中的含固量进行提升，可以有效的改进纺丝的条件和初生纤维的结构，对于合成的品的纤维材料性能优化都是有帮助的。别的情况不变，提高纺丝原液内的含固量，可让初生纤维具备的密度变大，纤维内的孔洞数量变小，整体的结构性都得到了改善，纤维具备的强度提升，梁色的速率会变小。

把凝固浴温度进行提升，可以使凝固浴循环量大幅提高，双扩散的速度也会加快，纤维材料成型就会不断增加，也就是形成了皮芯的结构方式，而且皮层与芯层如果收缩产生较大的差异，内应力则会不均匀，纤维材料容易形成空洞，结构则变更疏散，纤维上色的速度就会变快，会引起染色发花的问题，而且染色率得到提升，纤维空洞就变得更少，染色速率就会减小。

3.2水洗、牵伸改变纤维的结构，纤维材料的染色特性产生变化

纤维丝束从凝固浴区出来之后，经过四冷辊而到达四级水洗槽，从而把溶剂去除掉。因为凝固浴区域出来之后形成的丝束中存在一定数量的溶剂，如果没有清除掉，会在染色处理过程中产生不好的影响，也就是染色呈现出不均匀性。利用增加水洗水的温度和流量，让纤维材料溶胀加强，同时二甲基乙酰胺分子运动会变快，有助于丝束内的二甲基乙酰胺在水进行扩散，还可以使水更好的向丝束内进行扩散，提升水洗工艺的效率，使染色可以达到最好的效果。

利用牵伸的方法来提升纤维材料中的分子取向度，优化其具备物理和机械性能。在牵伸时大分子或者聚集态结构不断扩展，同时按着纤维材灶头的轴向进行排列，还会出现相态改变，具备的结构特点也会产生变化。在进行牵伸时，纤维材料低序区中的大分子会顺着纤维轴向取向度得到提升，还存在着结晶度、密度等性能的改变。从而提高了氢键、偶极键等分子相互间的力会得到提升，可以承受的外部张力分子链数量也变多，具备的抗断裂能力进一步提升，延伸度不断减小，耐磨性能以及不同种类的耐疲劳能力也增强，对纤维材料的染色速度进行了改善。

3.4烘干的影响

烘干的处理工艺可以使纤维材料具备更好的物理和机械性能，使纤维的结构更加的紧密，进一步提高染色的速率。纤维材料有合适的温度条件下进行干燥，内部的水分会不断蒸发，并且从微孔中扩散出来，并形成负压条件，也就是毛细管压力。在合理的温度条件下，大分子链会由于产生自由运动而产生热收缩，微孔半径也会变小，微纤距离变近，分子相互间的作用力增强，从而使微孔形成的结合，从而达到提高染色速率的目的。

4结束语

综上所述，通过上述的多种影响因素，必须要结合企业的生产实际情况，调速染色工艺技术，使腈纶纤维材料的上色速率可以得到保证。

参考文献：

[1]赵东.腈纶纤维在水溶液中的复合功能化研究[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第28分会：绿色化学[C].中国化学会：中国化学会，2014：1.

[2]丁斌.提高腈纶纤维染色性能之探讨[J].中国纤检，2010（13）：83-85.