杨 雪 红

(中国石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540)

凝胶染色是指在腈纶(即聚丙烯腈(PAN)纤维)湿法纺丝过程中，当其纤维尚处于凝胶状态，对其进行染色。由于在干燥致密化之前PAN纤维中大分子结晶取向仍然较低[1-2]，结构疏松，纤维处于溶胀状态，纤维内部存在许多微孔，此时PAN纤维的比表面积是干燥致密化后成品纤维比表面积的数百倍，因此，凝胶状态PAN纤维能够在几秒钟的时间内完成染料的吸收和扩散过程[3]。然后纤维通过后续的热拉伸、干燥致密化、热定型等工艺，使染料与其能够更加牢固地结合。因此，相比于常规的后道染色工艺，凝胶染色具有非常多的优势，一是大大缩短了染色时间，二是染料利用率高，减少了染色污水的排放，同时还能降低能耗[4-6]。

凝胶染色最开始由英国Courtaulds在20世纪70年代中期推出，采用硫氰酸钠(NaSCN)一步法在线着色技术，在拉伸水洗之后、上油之前对纤维进行染色[7-8]。美国Sterling公司采用NaSCN二步法、Monsanto、Monte Fiber等公司采用N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)二步法，在水洗之后、热拉伸之前对纤维进行凝胶染色[9-10]。中国石化上海石油化工股份有限公司腈纶部经多年的研究开发[11]，目前产量和品种都在国内处于领先地位。

为更好地优化凝胶染色工艺，有必要深入了解PAN纤维凝胶染色过程中纤维结构性能的变化规律。作者采用上海石油化工股份有限公司提供的PAN聚合粉体，将其溶解成均相的供纺原液后，经过凝固成形、冷拉伸、水洗、染色、热拉伸、烘干、定型等工序，对不同工序的PAN纤维进行结构分析，以期为同行提供参考。……