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文檔簡介

1、f單體與常規(guī)pan共混的酸性可染腈綸的染色性能研究 摘要:本文報道了f單體與常規(guī)pan共混制備的酸性可染腈綸對酸性染料的染色性能,討論了染色溫度、染色ph值、染色時間、鹽的百分含量對該酸性可染腈綸的上染率的影響,并通過正交實驗確定了最佳工藝條件。 關(guān)鍵詞:上染率 酸性可染腈綸前言傳統(tǒng)的腈綸以陽離子染料染色,當(dāng)與羊毛,蠶絲或尼龍混紡時只能兩浴染色,開發(fā)可用酸性染料染色的腈綸(酸性可染腈綸),是在腈綸中引入可用酸性染料染色的第三單體,因而與羊毛,蠶絲或尼龍染色時可實現(xiàn)同浴染色。目前,國內(nèi)外學(xué)者對酸性可染腈綸的制備已有一定的研究1,但對制備出來的酸性可染腈綸的染色性能研究很少。本文主要研究了用一種堿

2、性單體f與常規(guī)pan(聚丙烯腈的二元共聚物)共混制備的酸性可染腈綸的染色性能,并用正交實驗優(yōu)選出了最佳染色工藝條件。1.實驗部分:1.1實驗材料及藥品:f單體(6%)與常規(guī)pan 共混制備的酸性可染腈綸(自制)乙酸鈉(分析純),冰醋酸(分析純),碳酸鈉(分析純),硫酸(優(yōu)級純)。強(qiáng)酸性大紅gr, 結(jié)構(gòu)式如下:弱酸性依利尼爾蘭,結(jié)構(gòu)式如下:1.2實驗儀器及設(shè)備:恒溫水浴鍋(天津泰斯特有限公司),n752型紫外分光光度計,phs-25型數(shù)顯酸度計1.3實驗內(nèi)容:1.3.1染色工藝:先將酸性可染腈綸樣品用去離子水沸煮30分,烘干備用;然后配染浴,用酸度計調(diào)染浴的ph值,稱0.5克前面處理好的腈綸樣品

3、,當(dāng)染浴60時投入染浴,達(dá)到染色溫度時,保溫到規(guī)定的染色時間,取出樣品,水洗數(shù)次,烘干。1.3.2上染百分率的測定2:每次染色實驗,均從染前和染后的染浴中分別各取1ml殘液于50ml容量瓶中稀釋,然后用紫外分光光度計測定染前及染后的吸光度,用公式:上染百分率=1(染前吸光度×稀釋倍數(shù))/(染后吸光度×稀釋倍數(shù))×100%來計算上染百分率。2.結(jié)果與討論:2.1染色溫度對上染百分率的影響:其他條件相同,染色時采用不同的染色溫度,對酸性可染腈綸分別用酸性大紅gr和依利尼爾蘭a-r進(jìn)行染色,測定該樣品的上染百分率的結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出,隨著染色溫度的提高,該樣

4、品對兩只酸性染料的上染百分率是逐步提高的,而且當(dāng)染色溫度在90100之間,上染百分率有很大的飛躍;這是因為腈綸屬于熱塑性纖維,隨著染浴溫度的提高,腈綸大分子鏈段的運動速度逐步加快,纖維內(nèi)部形成的孔穴多,使得染料分子易于進(jìn)入,特別是當(dāng)染色溫度超過腈綸樣品的玻璃化溫度時,腈綸大分子鏈段運動更為激烈,染料大分子的運動速度也極大地加快,迅速進(jìn)入腈綸大分子鏈段中,完成上染,因此,但染色溫度超過玻璃化溫度時,上染百分率會有很大的飛躍3。2.2染色ph值對上染百分率的影響:其他條件相同,染色時將染浴的酸堿度調(diào)至不同的ph值,對該酸性可染腈綸分別用前述的兩種染料進(jìn)行染色,測定上染百分率的結(jié)果如圖2所示。由圖2

5、可以看出,該樣品用兩只酸性染料染色均是在酸性浴中的上染率較高,導(dǎo)致這個結(jié)果的原因有兩方面,一方面是由于f單體的性質(zhì)1,只有在酸性條件下,由于質(zhì)子的存在,使得f單體易于離解而帶上正電荷,從而易于與陰離子的酸性染料大分子結(jié)合;另一方面,酸性染料只有在酸性浴中,才易于電離形成陰離子型的染料大分子,從而易于上染。而且從圖2看來,該酸性可染腈綸樣品對兩只酸性染料的最佳染色ph范圍是不同的,對強(qiáng)酸性的酸性大紅gr,ph2-ph3是最佳的染色ph值范圍,而對弱酸性染料依利尼爾蘭a-r,ph3ph5是最佳的染色ph范圍,這與兩種染料的染色性質(zhì)是一致的。2.3染色時間對上染百分率的影響: 其他條件相同,采用不同

6、的染色時間用上述兩只酸性染料對該酸性可染腈綸進(jìn)行染色,測定上染百分率的結(jié)果如圖3所示。該樣品對兩只酸性染料均是隨著染色時間的延長,上染百分率緩緩增加,但增速很慢,說明該樣品對酸性染料的d3染色速率很慢。2.4鹽對上染百分率的影響:從圖4可以看出,當(dāng)鹽的用量(對纖維重)從10%增加到50%時,上染百分率逐漸下降。這是因為鹽在水溶液中電離,增加了染浴中的離子濃度,起到了電荷屏蔽作用,使陰離子的染料大分子與陽離子的第三單體的電荷引力減少,起到了緩染的作用,因此使得在相同的染色時間內(nèi),加鹽染色要比不加鹽染色的上染百分率要下降一些4;但從顏色的鮮艷明亮度來看,適量稍加一點鹽,可使染色樣品的顏色鮮艷純正,

7、因此建議染浴中稍加一點鹽,如加10%,上染百分率略有下降,但不明顯,卻使染的顏色非常鮮艷明亮。2.5正交實驗5:根據(jù)對上述各單因素的影響實驗分析,確定了各單因素的水平范圍,然后對酸性大紅gr和依利尼爾蘭a-r分別設(shè)計了正交實驗l9(34)。正交實驗中的四個因素分別是a:溫度,b:染色ph值,c:染色時間,d:鹽的用量(對纖維重),各因素對上染百分率的影響如表1和表2所示。從表1可以看出,該酸性可染腈綸樣品用酸性大紅gr染色時,各個單因素對上染百分率的影響大小是:abcd,即在各個影響因素中,染色溫度對上染百分率的影響最顯著,其次是染浴ph值和染色時間,鹽的用量(對纖維重)影響最??;根據(jù)各因素的

8、k值,應(yīng)選擇最佳染色工藝條件是a3b1c3d3,但考慮到在染浴中適量少加些鹽,可以提高顏色鮮艷度,所以最終確定酸性大紅gr的最佳染色工藝條件是a3b1c3d2,即染色溫度100,ph3,染色時間60分,10鹽(對纖維重)。表1. f單體與常規(guī)pan共混的酸性可染腈綸用酸性大紅gr染色的正交實驗表l9(34)實驗號a(染色溫度)b(染浴ph值)c(染色時間min)d(鹽的用量)上染百分率 1 80 3 20 20 10.5 2 80 4 40 10 13 3 80 5 60 0 15 4 90 3 40 0 24.5 5 90 4 60 20 20 6 90 5 20 10 6 7 100 3

9、60 10 41 8 100 4 20 0 24 9 100 5 40 20 16 k1 38.5 76 40.5 46.5 k2 50.5 57 53.5 60 k3 81 37 76 63.5 r 42.5 39 35.5 17 表2. f單體與常規(guī)pan共混的酸性可染腈綸用依利尼爾蘭a-r染色的正交實驗表l9(34)實驗號a(染色溫度)b(染浴ph值)c(染色時間)d(鹽的用量)上染百分率 180 4202014.3 2 80 5 40 10 16 3 80 6 60 0 28 4 90 5 60 20 42 5 90 6 20 10 30 6 90 4 40 0 45 7 100 6

10、40 20 47 8 100 4 60 10 65 9 100 5 20 0 57 k1 58.3 124.3 101.3 103.3 k2 117 115 108 111 k3 169 105 135 130 r 110.7 19.3 33.7 26.7從表2可以看出,該酸性可染腈綸樣品用依利尼爾蘭a-r染色時,各個單因素對上染百分率的影響大小是:acdb,即在各個影響因素中,染色溫度對上染百分率的影響最顯著,其次是染色時間和鹽的用量(對纖維重),染浴的ph值影響最小。根據(jù)各因素的k值,應(yīng)選擇最佳染色工藝條件為a3c3d3b1,同樣,也是考慮到為提高染色樣品的顏色鮮艷度,應(yīng)適當(dāng)少加一些鹽,故

11、確定依利尼爾蘭的最佳染色工藝條件為a3c3d2b1,即100,ph4,60分,10鹽(對織物重)。3.結(jié)論:對f單體與常規(guī)pan共混的酸性可染腈綸的強(qiáng)酸性染料和弱酸性染料的染色性能分別進(jìn)行了研究,并通過正交實驗確定了該樣品用強(qiáng)酸性染料染色的最佳工藝是100,ph3,60分,10鹽(對纖維重);用弱酸性染料染色的最佳工藝是100,ph4,60分,10鹽(對纖維重)。參考文獻(xiàn):1 yuko sawa and masanobu hoten,acid-dyeable acrylic fibres copolymerized with amino alkyl methacrylates for diff

12、erential cross-dyeingjcoloration technology,march 2001:171-1752 張興英,李齊云,高分子科學(xué)實驗m. 北京.化學(xué)工業(yè)出版社:88-923王菊生,孫鎧,染整工藝原理(第一冊)m.1版,中國紡織出版社:233-2504王菊生,孫鎧,染整工藝原理(第三冊)m.1版,中國紡織出版社:462-4765李云雁,胡傳榮,實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理m.北京.化學(xué)工業(yè)出版社:79-107study of the dyeing behaviour of acid-dye dyeable polyacrylonitrile prepared by co-mixture with monomer f and common panabstract: this paper have reported the dyeing behaviour of acid-dye dyeable polyacrylonitrile with acid-dye, which is prepared by co-mixture with monomer f and common pan; the effect of dyeing temperature and dying ph, as well as dying time and percen

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