芳砜纶/芳纶1313混纺纤维染色工艺的研究

2015-01-15郭静娜崔淑玲

产业用纺织品 2015年1期

郭静娜崔淑玲

(河北科技大学纺织服装学院，石家庄，050018)

芳砜纶(PSA纤维)是我国自主研发的一种新型耐高温阻燃纤维，2006年投产。PSA纤维的问世填补了我国耐250℃等级合成纤维的空白［1］，打破了我国过去耐高温纤维依赖进口的局面，对我国高科技纤维产业具有重大深远的战略意义。

利用PSA纤维的耐高温和阻燃特性，用其制作防护服面料可大大降低防护服的成本［2-3］。然而，PSA纤维可纺性较差，纺纱过程易产生严重的静电，使纺纱工序无法顺利进行，所以在使用时需将PSA纤维与其他纤维混纺。

芳纶1313(MPIA纤维)同样也具有耐高温和阻燃性能［4-5］。设想将PSA纤维与MPIA纤维进行混纺，既可解决PSA纤维可纺性差的问题，又有利于保持混纺面料的阻燃性能［6］。基于这一设想，河北科技大学纺织服装学院师生经过一年多的研究，开发成功了不同混纺比的PSA/MPIA混纺织物［7-8］。该混纺织物是一种全新面料，目前尚未见有文献报道。

PSA纤维和MPIA纤维都属于难染纤维，而且两者的化学结构和超分子结构不同，因而染色性能也截然不同。因此，该混纺织物的染色均匀性问题已成为染整行业面临的一个技术难题［9-12］。

本试验采用阳离子染料对PSA/MPIA混纺纤维进行染色，通过筛选染料助剂和优化染色工艺，使各项染色性能指标达到标准要求。

1 试验部分

1.1 材料、试剂及仪器

1.1.1 材料

混纺质量比为50/50的PSA/MPIA混纺纤维，记作PSA/MPIA(50/50);

混纺质量比为75/25的PSA/MPIA混纺纤维，记作PSA/MPIA(75/25)。

1.1.2 试剂

阳离子桃红，氯化钠，氢氧化钠，冰乙酸，皂粉，阳离子表面活性剂1227，精练剂，苯乙酮，N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮。

1.1.3 仪器

分光光度仪;

YG751B型电脑式恒温恒湿箱，宁波纺织仪器厂;

YG020B型电子单纱强力仪、YG(B)6113型日晒牢度测试仪、SW-12AⅡ耐洗色牢度试验机，温州大荣纺织机械公司;

HT-B红外线染色机，山东宏发染整机械有限公司;

Color i5型计算机测色配色仪，X-Rite公司。

1.2 前处理工艺

PSA纤维和MPIA纤维在生产过程中都要加入一定量的油剂，还会产生其他杂质，这些物质在染色过程中会导致出现色花、色变等现象。为此，要对纤维进行前处理。

前处理工艺：

冷水洗→洗涤剂洗涤(氢氧化钠20 g/L、精练剂2 g/L，100℃ ×20 min)→热水洗(40℃)→冷水洗→晾干。

1.3 染色工艺

PSA纤维大分子结构立体规整性高，大分子及其聚集体之间的相互作用力强，使其玻璃化温度高达257℃，且纤维具有疏水性，使纤维染色困难，饱和染着量小，上染速度缓慢［13］。在前人研究工作的基础上［9-10，13-14］，本试验欲采用阳离子染料进行载体染色。当用阳离子染料对PSA纤维染色时，阳离子染料和PSA纤维的结合与阳离子染料上的正电荷以及PSA纤维上的砜基电荷性有关。

MPIA纤维也是因为结晶度高，染色困难［11-12，15］。在130℃下采用阳离子染料进行载体染色，其染色结果能基本满足染色的均匀性、得色量以及染色牢度等指标的要求。

染液配方：

阳离子染料(o.w.f) 3%

载体 40 g/L

匀染剂(1227) 1 g/L

氯化钠 15 g/L

pH(用醋酸调节) 4～5

浴比 1∶30

染色曲线如下：

1.4 测试方法

(1)染色表观深度：采用Color i5型测色配色仪测定染色纤维的K/S值。

(2)耐皂洗色牢度：按照标准GB/T3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》，在SW-12AⅡ耐洗色牢度试验机上进行测定。

(3)耐日晒色牢度：按照标准GB/T8427—1998《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》，在YG(B)611-3型日晒气候试验机上进行测定。

(4)耐摩擦色牢度：按照标准GB/T3920—1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行测定。

(5)纤维强力：在YG020B型电子单纱强力仪上测定染色后纱线的强力。

(6)纤维的染透性：用B系列生物显微镜观察染色后纤维横截面，观察试样的染透情况。

2 结果与讨论

2.1 各种因素对染色效果的影响

试验使用阳离子桃红进行染色，研究了载体种类、载体用量、氯化钠用量、染液pH值和染色温度对染色效果的影响。

2.1.1 载体种类

采用四种不同载体，研究载体种类对染色效果的影响。结果见表1。

由表1数据可知，采用不同载体对两种混纺比的PSA/MPIA混纺纤维染色时，四种载体中能使混纺纤维K/S值最高的载体均为苯乙酮，N-甲基吡咯烷酮其次，N，N-二甲基甲酰胺再次之，N，N-二甲基乙酰胺最低。因此，在用阳离子染料对PSA/MPIA混纺纤维进行染色时苯乙酮是最合适的载体。

2.1.2 载体用量

改变载体苯乙酮的用量，研究其用量的变化对染色效果的影响。结果见表2。

表2 载体苯乙酮用量对染色效果的影响

由表2数据可知，当以苯乙酮为载体对两种混纺比的PSA/MPIA混纺纤维染色时，随着苯乙酮用量的增加，染色后混纺纤维的K/S值均先增大后减小，且在苯乙酮用量为40 g/L时混纺纤维的K/S值达到最大值。因此，当以苯乙酮为载体，用阳离子染料对PSA/MPIA混纺纤维染色时，苯乙酮的使用量选择40 g/L。

2.1.3 氯化钠用量

氯化钠在染色过程中起促染作用。改变氯化钠的用量，研究其用量的变化对染色效果的影响。结果见表3。