滌錦復(fù)合超細(xì)纖維染色動(dòng)力學(xué)研究

滌錦復(fù)合超細(xì)纖維染色動(dòng)力學(xué)研究

中國(guó)的優(yōu)質(zhì)純蠶絲纖維采用了傳統(tǒng)法和fny一步法的高速紡織生產(chǎn)工藝，采用了dty長(zhǎng)絲。影響細(xì)纖維及其材料染色性能的因素包括纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)（化學(xué)組成、聚合、分子三維結(jié)構(gòu)等）、超空間結(jié)構(gòu)（結(jié)晶、顆粒大小、傾角、無(wú)定形區(qū)大小、間隙大小及其分布）、形狀結(jié)構(gòu)（厚度、剖面形狀、皮碗結(jié)構(gòu)等）等。在不同的紡織工藝條件下，由于其超分子和形狀結(jié)構(gòu)，紡織機(jī)械的染色性能是不同的。因此，對(duì)國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)純蠶蠶絲纖維的動(dòng)態(tài)染色特性具有積極意義。1實(shí)驗(yàn)1.1u3000儀器纖維:普通滌綸長(zhǎng)絲1.380g/cm儀器:HS-12型高溫高壓染色小樣機(jī),UV-1700型分光光度計(jì)(SHIMADZU公司),BS110S型電子天平(北京賽多利斯天平有限公司),SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵,DF-101S型油浴鍋1.2染料吸收曲線的繪制準(zhǔn)確稱(chēng)取1g用重結(jié)晶法提純的分散紅FB,配制染料的DMF溶液.將溶液分別按倍數(shù)關(guān)系吸取不同體積,轉(zhuǎn)移到另外8個(gè)25mL容量瓶中并用DMF定容,搖勻,用紫外分光光度計(jì)測(cè)定420~700nm波長(zhǎng)處的一系列相應(yīng)吸光度.以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制其光譜吸收曲線并確定該染料的最大吸收波長(zhǎng)λ1.3dmf-ldmf-l-7-運(yùn)行超細(xì)纖維開(kāi)纖處理工藝:浴比1∶30,NaOH質(zhì)量濃度10g/L,110℃,45min.染色→還原清洗(NaOH2g/L,保險(xiǎn)粉2g/L,80℃,1∶300,10min)→剝色(DMF10mL,110℃,20min).2結(jié)果與討論2.1標(biāo)準(zhǔn)工作曲線分散紅FB的最大吸收波長(zhǎng)為518.4nm,標(biāo)準(zhǔn)工作曲線見(jiàn)圖1.用線性回歸法可以得到染料分散紅FB的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程y=41.49x,式中,x為染液的質(zhì)量濃度,y為吸光度A.其R2.2纖網(wǎng)密度和線密度對(duì)染料上染速率的影響染色速率曲線是染料在纖維上擴(kuò)散性的表征,曲線的斜率反映了染料在纖維上的上染速度.由圖2、3可知,滌錦復(fù)合超細(xì)纖維上染料的上染量隨染色時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增加.開(kāi)始時(shí)增加很快,上染量與染色時(shí)間幾乎呈直線關(guān)系,且125℃比110℃時(shí)斜率大,更接近一條直線,對(duì)應(yīng)的上染量數(shù)值也比較大,說(shuō)明染料對(duì)纖維的吸附速度隨溫度的升高而增快.從圖3可以看出,125℃時(shí)染料吸附量與纖維線密度的關(guān)系比110℃時(shí)復(fù)雜一些,線密度最小的滌綸超細(xì)纖維的染料吸附量仍然最大,滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的線密度雖然小于普通滌綸纖維,但其染料吸附量卻小于普通滌綸纖維,而且其上染速率曲線的斜率低于兩種單一組分(滌綸超細(xì)纖維和普通滌綸纖維)的斜率即復(fù)合纖維的擴(kuò)散速度低于單一組分纖維.這是由于滌錦復(fù)合超細(xì)纖維中錦綸的玻璃化溫度比滌綸低,高溫條件下已吸附的染料會(huì)發(fā)生解吸.因此,滌錦復(fù)合超細(xì)纖維對(duì)染料的吸附量比單一組分中普通滌綸纖維的小.另外,從圖2、3中還可以看到,3種纖維的半染時(shí)間并不能體現(xiàn)染料上染纖維的染色速率.同樣,上染速率曲線也很難準(zhǔn)確地表達(dá)染料在纖維上的染色速率.對(duì)于不同種纖維,當(dāng)平衡上染百分率不同時(shí),半染時(shí)間可能相同;而半染時(shí)間相同時(shí),平衡上染百分率卻可能不同.單純通過(guò)半染時(shí)間難以準(zhǔn)確地判斷染色速率的大小,必須同時(shí)考慮半染時(shí)間和平衡上染百分率(C半染時(shí)間是上染走向平衡的一個(gè)常用速率指標(biāo)根據(jù)Hill公式,當(dāng)a=1,即吸盡率達(dá)到50%時(shí),有M由表1可知,普通滌綸纖維、滌綸超細(xì)纖維、滌錦超細(xì)纖維擴(kuò)散系數(shù)D隨t3溫度對(duì)滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的吸附和擴(kuò)散的影響3.1滌錦復(fù)合超細(xì)纖維染色動(dòng)力學(xué)性能與滌綸超細(xì)纖維相似,染料的上染量隨染色時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增加,開(kāi)始時(shí)增加很快,幾乎呈直線關(guān)系,且125℃比110℃時(shí)斜率大,染料對(duì)滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的吸附速度隨溫度的升高而增快.由于錦綸組分對(duì)高溫分散染料染色的解吸作用,滌錦復(fù)合超細(xì)纖維對(duì)染料的吸附量比單一組分中滌綸超細(xì)纖維的小.3.3滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的擴(kuò)散系數(shù)隨著溫度的升高而增大,染色初期擴(kuò)散系數(shù)逐漸增大,至一定峰值后逐漸變小,后期染色趨于平衡后,染料在纖維中的擴(kuò)散變慢.但滌錦復(fù)合超細(xì)纖維擴(kuò)散系數(shù)的波動(dòng)幅度沒(méi)有滌綸超細(xì)纖維明顯,說(shuō)明前者的勻染性比后者好.3.4普通滌綸纖維、滌綸超細(xì)纖維和滌錦超細(xì)纖維3種纖維的擴(kuò)散系數(shù)D均隨t1.4測(cè)試1.4.1染色速率曲線在一定溫度、時(shí)間下對(duì)纖維染色(染液pH值為4.5~5.0),還原清洗后用DMF剝色,測(cè)剝色液的吸光度.根據(jù)分散染料的DMF標(biāo)準(zhǔn)工作曲線得出試樣上染料的質(zhì)量濃度.以時(shí)間為橫坐標(biāo),上染百分率為縱坐標(biāo)作圖,即得出上染速率曲線.1.4.2線密度對(duì)纖維吸附量的影響利用希爾(Hill)公式(適用于染料從無(wú)限染浴向兩端無(wú)限長(zhǎng)的圓柱狀纖維中擴(kuò)散),測(cè)定分散染料在滌錦復(fù)合超細(xì)纖維和其他纖維上的擴(kuò)散系數(shù)式中:D為擴(kuò)散系數(shù),t為染色時(shí)間,a為纖維半徑.所得結(jié)果為無(wú)窮級(jí)數(shù),實(shí)際應(yīng)用一般直接查表求得M圖2表明,110℃時(shí)纖維對(duì)染料的吸附量隨著其線密度的減小而增大,即纖維越細(xì),染料吸附量越大滌綸超細(xì)纖維的染料吸附量大于滌錦復(fù)合超細(xì)纖維和普通滌綸纖維.另外,由于普通滌綸纖維比滌綸超細(xì)纖維、滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的線密度大得多,因而其染料吸附量與滌綸超細(xì)纖維、滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的染料吸附量相差很大.2.3染色密度對(duì)于纖維整合性的影響擴(kuò)散系數(shù)D作為染料上染纖維的一個(gè)動(dòng)力學(xué)特征參數(shù),可以用來(lái)評(píng)價(jià)不同染料在同一纖維上的擴(kuò)散行為、不同纖維對(duì)于同一染料的擴(kuò)散滲透性以及上染條件對(duì)染料-纖維體系擴(kuò)散性的影響.由表2知,滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的擴(kuò)散系數(shù)隨著溫度的升高而增大,這是由于染色溫度越高,纖維分子運(yùn)動(dòng)越劇烈,纖維分子間空隙越大,上染到纖維上的染料越多;另外,在染色初期,滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的擴(kuò)散系數(shù)逐漸增大,至一定峰值后逐漸變小,到后期,染色趨于平衡后,染料在纖維中的擴(kuò)散變慢.滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的這些性能與滌綸超細(xì)纖維和普通滌綸纖維基本相同,但其擴(kuò)散系數(shù)的波動(dòng)幅度不及滌綸超細(xì)纖維明顯,