聚甲醛纤维染色性能研究

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聚甲醛纤维一种综合性能优异的聚合物纤维,具有高强度及优良的尺寸稳定性、热稳定性、耐光及耐磨损等,在产业领域用途非常广泛,在纺织行业,也受到了非常大的关注。
  目前,国内外关于聚甲醛纤维染色性能和染色机理的研究甚少。本文以共聚甲醛纤维为研究对象,首先对聚甲醛纤维的理化性质进行了分析表征;其次,通过研究40支分散染料对聚甲醛纤维上染率、K/S值、提升性、升温上染速率曲线、色牢度等染色性能的影响,分析了染料结构和聚甲醛纤维染色性能之间的关系;最后,选择合适的分散染料对聚甲醛纤维的染色动力学和热力学进行了研究。结果如下:
  聚甲醛纤维粗细均匀,表面无缺陷,规整性较好。通过X射线衍射法测得聚甲醛纤维的结晶度为69.8%,取向度为90.7%。为避免纤维表面形态和断裂强力受到损伤,纤维耐热温度不宜超过110℃,pH值在5-9范围内。
  利用分散染料对聚甲醛纤维进行高温高压染色,染色pH值为5-6,在 100-110℃温度下染色 1h,发现不同结构的分散染料对聚甲醛纤维的上染率差异较大。通常偶氮类分散染料对聚甲醛纤维上染率较高,杂环次之,蒽醌类较差。通过分析分散染料的有机性/无机性比值(IOB值)与上染率的关系,通常偶氮染料分子的IOB值在0.88-1.1之间时染色效果较好。分散染料对聚甲醛纤维的耐洗和耐摩擦色牢度较好(3级左右),耐光色牢度较差(1~4级)。聚甲醛纤维发色程度较聚酯纤维好,通过对两种纤维K/S值分析可知,当两种纤维染料浓度一样时,聚甲醛纤维的K/S值高于聚酯纤维K/S值约225%。研究了载体对分散染料染色聚甲醛纤维的影响,筛选出苯甲酸苄酯作为常压染色载体,助染效果较好,染后聚甲醛纤维的得色较深,上染率较高,且染后的耐摩擦色牢度和耐洗色牢度在3级以上。
  采用分散红 S-5BL 对聚甲醛纤维和聚酯纤维进行染色动力学和热力学研究。随着温度的升高,聚甲醛和聚酯纤维扩散系数和染色速率增加。聚甲醛纤维上与染液中染料浓度之间的关系符合 Nernst 吸附模型。染色热和染色熵的负值表明分散染料在聚甲醛纤维上的吸附过程是放热反应。与聚酯纤维相比,聚甲醛纤维显示出较低的染色热、染色熵和染色亲和力。
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