腈纶是一种常用纺织纤维,广泛用于各种纺织品,长期以来基本上都采用阳离子染料染色。但是,常规的染色加工耗能、排污都比较严重,在纺丝阶段直接制造有色纤维(丝)是减轻纺织品整个生产过程高能耗、重污染的有效途径,在已生产的各种有色纤维中,有色腈纶纤维是产量需求和应用范围较大的纤维品种。目前,有色腈纶纤维生产主要有凝胶染色法和原液着色法,但都还存在不少问题,特别是可生产的颜色受限制大,色谱不齐全,因此难以在服装用纤维生产中推广。其中,凝胶染色法虽然可制造的颜色较多,但也只能使用少数特制的染料,而且染色均匀性较难控制,使用的设备价格很高。这些问题限制了有色腈纶纤维的产量和应用面拓展,因此进一步研究开发低成本、色谱更全的有色腈纶制造工艺,对降低该类纺织品生产能耗和污染具有重要意义。本课题探索了一种新的生产有色腈纶纤维方法,采用腈纶聚合体粉末染色,再通过湿法纺丝得到有色腈纶纤维。这种方法使用常规的阳离子染料和纺丝设备,借助常规染料颜色齐全、色牢度优良的特点,突破特制染料和专用设备的限制,有望降低有色腈纶产品的生产成本,进一步提高有色纤维的普及应用。本文选取DyStar公司的阿斯屈拉崇系列三原色和黑色4个阳离子染料,针对聚合体与纤维的形态差异,研究试验了四色染料对腈纶聚合体的染色浓度,染色时间等特性;结果表明4个染料在合适的染色条件下,最大用量在2-3.5%。通过大量纺丝实验,探索了各种工艺条件,初步确定了纺丝液脱泡和纺丝试验机的工艺参数。针对染料用量高时染料可能析出问题,通过各种温度下纺丝液存放试验,根据不同染料染色聚合体溶液的稳定性,确定了纺丝液的脱泡工艺条件。针对纺丝过程中染料在凝固浴中微量脱落情况,用刮膜法模拟湿法纺丝过程,研究了在纺丝过程中染料可能的脱落程度,并试验了凝固浴pH调整对减轻染料脱落的影响。测试了纺制的有色纤维截面形貌,测定了线密度、拉伸性能、耐光色牢度、耐洗色牢度等性能,综合考察了纤维的实用性。此外,通过实验比较了上述方法制成的有色腈纶纤维(先染后纺)与常规方法染得的有色纤维(先纺后染)的颜色特点,发现染色浓度较低时,常规染色的有色纤维略高于先染再纺的有色纤维,随着染色浓度的增加,常规染色的纤维的染色深度反而小于先染后纺有色纤维的染色深度。先染后纺有色腈纶纤维与有色腈纶聚合体粉末的K/S满足2阶多项式的关系,这一结果对实际生产可能有一定指导意义。本文还纺制了20余种各种颜色及深度的有色纤维样品,运用电脑测色配色仪器对有色腈纶纤维颜色配制处方预测进行了初步试验,部分预测处方能够较好地吻合。但由于纺制的有色丝颜色数量限制,尚未获得可用的颜色数据库本课题的研究确定了有色腈纶纤维聚合体染色法的工艺方法及基本条件,经检验此方法试制的有色腈纶纤维各项指标基本达到使用要求,为进一步研究和生产开发提供参考。