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锦纶纤维结构对色牢度影响

    锦纶是大分子主链上含有特征结构酞胺键(一CONH一)的一类高分子材料,它的染色性能类似于羊毛,一般用分散染料、酸性染料及中性染料进行染色。对锦纶纤维的染色来说,酸性染料由于通过离子键或静电引力、范德华力作用与锦纶结合而获得具有优良色牢度的鲜艳色泽,从而成为锦纶纤维染色的首选染料。
    锦纶纤维的组成和结构比蛋白质纤维简单,仅在分子链的末端才具有梭基和氨基,在分子链的中间存在大量碳链和酞胺基,无侧链。聚酞胺纤维的氨基含量较低,锦纶66和锦纶6的氨基含量分别为0.4mol瓜g纤维和0.098mol众g纤维,为羊毛的1/20和1/10左右。锦纶用酸性染料染色只能染得中等浓度的色泽。聚酞胺纤维的梭基含量高于氨基,在等电点时氨基全部以一NH3+离子的形式存在,而梭基只是部分以一COO一离子的形式存在。通常,染色过程可分成以下三个基本步骤:染料在染浴中扩散到纤维表面;染料吸附在纤维表面;染料从纤维表面扩散到纤维内部。
    酸性染料对聚酞胺纤维的染色机理基本上与羊毛染色相同。在锦纶的等电点以下染色时,染料主要以离子键形式固着在纤维的端氨基上,且酸性染料在锦纶上的饱和值与端氨基的含量基本相符。当pH值降至2.5以下时,纤维的酞胺基开始吸附质子,产生超当量吸附。,在锦纶的等电点pH值以上染色时,染料靠范德华力、氢键等分子间引力吸附在纤维上。无论是超当量吸附还是依靠氢键、范德华力的上染,都会降低其色牢度。
    鉴于酸性染料在锦纶纤维上的吸附量与纤维端氨基含量的关系,若能提高端氨基含量,则可实现提高染料上染量和染色牢度的目的。为了得到具有高末端氨基含量的尼龙树脂,一般可采用如下几种方法:①添加不同种类的链调节剂,可使尼龙的末端胺基含量不同,且链调节剂用量的多少,也会使聚合物的末端胺基含量产生差异;②水作为开环剂,使己内酞胺开环聚合,水用量增加,可缩短诱导期,提高反应速率,但也使反应向逆反应方向移动,当达到新的平衡时,聚合物大分子的数目增加,末端胺基的相对含量增加;③适当提高己内酞胺水解聚合前期和后期的温度,可增加尼龙树脂的末端胺基含量;④胺类添加剂的加入,可以通过与聚合体系中的梭基反应从而提高聚合体的末端胺基含量。
    要合成高末端胺基含量的尼龙树脂,聚合体中的二级胺或三级胺的含量在末端胺基总含量中不低于30%,而这是通过在聚合体中加入足量的受阻呱吮基衍生物与梭酸链调节剂共同作用的结果。    然而,s.MBurkinshaw等对特数、横断面、消光剂含量、针织结构等相同,但端氨基含量不一样的两种锦纶(端氨基含量分别为:45me吵g、70me吵g)做了染色对比,结果发现得色深度类似,差别不大。其原因可能是对于端氨基含量高的锦纶在染色时先上染的染料附着在纤维表面形成了扩散屏障,从而影响后面染料的上染。因此,酸性染料的上染不仅仅是简单的离子键,还包括了范德华力、氢键等。而依靠范德华力等附着在纤维上的染料会使得织物总体的色牢度较差,这也就造成了锦纶织物色牢度差的问题。
 
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