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摘要:通過選擇合適的染料、纖維改性方法及染色方法，對芳綸1414紗線進(jìn)行染色，探討改性條件、染料種類和用量、染浴pH值、染色溫度、染色時間等對染色性能的影響。結(jié)果表明，經(jīng)堿改性的芳綸用分散染料染色的最佳工藝為:染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過5%(omf)，染液pH值5，在130℃染色60 min;堿改性染色芳綸紗線的耐皂洗色牢度4～5級，耐升華色牢度與染料品種有較大關(guān)系。經(jīng)酸改性的芳綸用陽離子染料染色的最佳工藝為:染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過5%(omf)，染液pH值4～5，在120℃染色60 min;酸改性染色芳綸紗線的耐皂洗色牢度達(dá)到4～5級，耐升華色牢度達(dá)到4級。

芳綸主要有聚對苯二甲酰對苯二胺纖維(簡稱芳綸1414)和聚間苯二甲酰間苯二胺纖維(簡稱芳綸1313)兩種。對位芳綸1414外觀呈金黃色，具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、模量高、耐高溫和阻燃等特性［1］。主要應(yīng)用于防彈衣、頭盔、航空航天材料、體育用材料、輪胎骨架材料、傳送帶材料等方面［2］。芳綸的規(guī)整性好，玻璃化溫度很高，染色較困難，必須采用特殊的染色方法，如載體染色法［3-5］，或先對其進(jìn)行表面改性，改變纖維表面的物理和化學(xué)狀態(tài)后再染色。目前常用的改性方法有等離子體處理、超聲波技術(shù)、稀土改性和接枝改性技術(shù)［6-8］。

本試驗(yàn)采用酸、堿改性的方法對芳綸1414紗線進(jìn)行預(yù)處理，然后分別采用陽離子染料和分散染料進(jìn)行染色，探討改性及染色工藝條件對染色性能的影響，并在工廠進(jìn)行了生產(chǎn)性試驗(yàn)。

1·試驗(yàn)部分

1．1材料、試劑和儀器

材料18．4 tex芳綸1414紗線(南通大學(xué)碳纖維研究所，采用賽絡(luò)紡紡制)

試劑無水碳酸鈉、氫氧化鈉、磷酸、鹽酸、保險(xiǎn)粉(均為化學(xué)純)

染料分散紅3B、分散橙4RL、分散艷藍(lán)2BLN、分散深藍(lán)HGL、分散翠藍(lán)S-GL(宜興染料有限公司)，陽離子紅GRL-ED、陽離子黃3RL-ED、陽離子藍(lán)2RL-ED(無錫化藥染料有限公司)

SHA-C水浴恒溫振蕩器(金壇市恒豐儀器廠)、101AB-1電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(海門市恒昌儀器廠)、SD-16高溫高壓染色機(jī)(廈門瑞比精密機(jī)械有限公司)、COLOR-EYE 3100測色配色儀(美國GretagMacbeth公司)、JA2003上皿電子天平(上海精科天平有限公司)、GYROWASH415水洗(干洗)色牢度機(jī)(英國James H Heal公司)、YG605熨燙升華色牢度儀(溫州方圓儀器有限公司)。

1．2試驗(yàn)方法

1．2．1芳綸紗線的改性

(1)酸改性

稱取一定質(zhì)量的芳綸紗線，用15 g/L磷酸溶液在100℃下處理30 min，浴比為1∶50。

(2)堿改性

稱取一定質(zhì)量的芳綸纖維，用8 g/L氫氧化鈉溶液在100℃下處理30 min，浴比為1∶50。

1．2．2染色

(1)分散染料染色

染色處方

染料/%(omf) 1～9

pH值3～7

浴比1∶50

染色工藝曲線

后處理冷水洗→還原清洗(保險(xiǎn)粉2 g/L，碳酸鈉2 g/L，85℃，10 min，浴比1∶30)→冷水洗→烘干

(2)陽離子染料染色

染色處方

染料/%(omf)  1～9

pH值 3～7

浴比 1∶50

染色工藝曲線

后處理   冷水洗→烘干

1．3測試方法

織物表觀顏色深度用電腦測配色儀測定試樣在最大吸收波長處的K/S值。

耐皂洗色牢度參照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取分蠧(3)方法測定(60℃洗滌30 min)，選取錦綸和標(biāo)準(zhǔn)白布作貼襯織物。耐升華色牢度參照GB/T 5718—1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)透蔁?熱壓除外)色牢度》測定，測試溫度180℃，選取錦綸作貼襯織物。

2·結(jié)果與討論

2．1分散染料染色工藝的優(yōu)化

2．1．1改性對染色紗線K/S值的影響

將分別用磷酸、氫氧化鈉溶液改性處理及未改性的芳綸紗線，用5種分散染料在染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%(omf)，pH值5，130℃下染色60 min，測得染色紗線的K/S值如表1所示。

由表1可以看出，經(jīng)酸和堿改性處理后的芳綸纖維得色量增加。相比之下，堿改性處理后的K/S值增加較明顯，故選用堿改性處理法來提高芳綸纖維分散染料染色的得色量。

2．1．2染料用量對K/S值的影響

將堿改性的芳綸纖維，用5種分散染料分別在染料用量為1%、3%、5%、7%、9%(omf)，pH值5，130℃染色60 min，測得染色紗線的K/S值隨染料用量的變化如圖1所示。