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纖維染色速率是對聚丙烯腈纖維染色的相對速率的一種度量。一般而言，他依賴于該纖維的物理結(jié)構(gòu)。

腈綸(聚丙烯腈)纖維上色率的快慢與穩(wěn)定，直接影響下游工序染色的效果，是腈綸纖維質(zhì)量至關(guān)重要的參數(shù)。下面介紹一下影響腈綸聚丙烯腈纖維上色速率的因素。

腈綸纖維染色機理：聚丙烯腈纖維大分子具有酸性。陽離子染料對其上染可以看作是一個離子交換過程。染料離子D+和纖維FSO3H或FCOOH發(fā)生離子交換反應，可用下式表示：

FSO3—H++D+=FSO—D++或FCOO—H++D+=FCOO—D++H+

腈綸纖維中，由于酸性基團的存在及氰基的強電負性，在染浴條件下，纖維表面帶有負電荷，具有很高的動電層位ζ電位其數(shù)值約為(44 ~—58 mV)。上染過程分析由于陽離子染料與纖維中的酸性(陽離子)基團以鹽鍵結(jié)合，因纖維的生產(chǎn)工藝不同，纖維中酸性基團的數(shù)量也有差異。與纖維中酸性基團未結(jié)合的染料濕牢度較差。因此，陽離子染料的染色飽和值不應超過以離子鍵結(jié)合的纖維的染色飽和值。

1、聚合生產(chǎn)影響：

由100%的聚丙烯腈組成的纖維因為其優(yōu)異的化學性和耐氣候性，已首先得到工業(yè)化的應用。但由于其染色困難，所以難以實現(xiàn)商品化生產(chǎn)。其主要原因是據(jù)丙烯腈有相當高的二級玻璃化轉(zhuǎn)變點(≥100℃)所致。成功的染色需要對聚合物進行改性。丙烯腈通常致使與一種含量為5%～10%(質(zhì)量分數(shù))的單體共聚。其中一些單體含磺酸或羥基基團，另一些含胺或季胺基團。這就導致了較疏松的結(jié)構(gòu)，把玻璃化轉(zhuǎn)變點降到85～95℃，可使腈綸纖維有較好的染料滲透性。在纖維中引入陽離子基團或陰離子基團，可使得用這二類纖維制得織物獲得鮮艷的色澤。纖維中引入陽離子基團或陰離子基團多少，直接決定纖維的上色基團的多少，也就是衡量纖維上色能力，即纖維染色的飽和度。

對于纖維染色飽和度的理解，纖維染色飽和度越大，在相同條件下，纖維染色率就越快。理解纖維染色速率，可通過模擬劇場座位多少，劇場座位多少即為染色基團，入座的人即為染色劑，開始入座時，人很快找到座位，但隨著入座人增多，座位越來越少，人找座位的機會就慢，也就是說，座位做多，入場找座位的機會就越快，同理，染色基團結(jié)合配對就快，即纖維染色速率就快。增加染色基團，改性聚丙烯睛的配比，可改變纖維上色率。但通過改變聚合物據(jù)丙烯腈配比，本質(zhì)上改變了高聚合物分子量的結(jié)構(gòu)，，從而影響了纖維的風格，所以通過改性聚合物改變纖維染色速率是不足取得，在這里就不多介紹了。

2、紡絲成形條件對染色速率的影響

1)初生纖維的影響

原液細流的表面首先與凝固浴接觸而很快形成一薄層，凝固浴中凝固劑(水)不斷通過這一皮層擴散至細流內(nèi)部，而細流中的溶劑(DMAC)也通過皮層擴散至凝固浴中，由于雙向擴散的不斷進行，使皮層不斷增厚，當細流中間部分的溶劑濃度降至某一臨界濃度以下時，原為均相的共聚物溶液發(fā)生相分離，聚合物從溶液中沉淀析出，形成初生纖維的芯層，并產(chǎn)生一定的體積收縮-——形成纖維。提高原液固含量對改善紡絲條件及剛成形纖維的結(jié)構(gòu)合成品纖維的性能也都是有利的。在其他條件不變而增加紡絲原液中含固量，則可使初生纖維的密度增大，纖維中孔洞數(shù)目減少，結(jié)構(gòu)均一性提高，纖維的強度增大，染色速率降低。

 提高原液溫度凝固浴溫度，凝固浴溫度增加凝固浴循環(huán)量，可使雙擴散速度增快，纖維成形條件加劇，即形成皮芯結(jié)構(gòu)，同時皮層和芯層產(chǎn)生的收縮不一致，造成內(nèi)應力不均一，使纖維產(chǎn)生空洞、結(jié)構(gòu)疏松，纖維上色率過快，導致染色發(fā)花，且染色率增加，反之纖維空洞減少，染色速率降低。