摘要:通过选择合适的染料、纤维改性方法及染色方法，对芳纶1414纱线进行染色，探讨改性条件、染料种类和用量、染浴pH值、染色温度、染色时间等对染色性能的影响。结果表明，经碱改性的芳纶用分散染料染色的最佳工艺为:染料质量分数不超过5%(omf)，染液pH值5，在130℃染色60 min;碱改性染色芳纶纱线的耐皂洗色牢度4～5级，耐升华色牢度与染料品种有较大关系。经酸改性的芳纶用阳离子染料染色的最佳工艺为:染料质量分数不超过5%(omf)，染液pH值4～5，在120℃染色60 min;酸改性染色芳纶纱线的耐皂洗色牢度达到4～5级，耐升华色牢度达到4级。
芳纶主要有聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(简称芳纶1414)和聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(简称芳纶1313)两种。对位芳纶1414外观呈金黄色，具有质轻、强度高、模量高、耐高温和阻燃等特性［1］。主要应用于防弹衣、头盔、航空航天材料、体育用材料、轮胎骨架材料、传送带材料等方面［2］。芳纶的规整性好，玻璃化温度很高，染色较困难，必须采用特殊的染色方法，如载体染色法［3-5］，或先对其进行表面改性，改变纤维表面的物理和化学状态后再染色。目前常用的改性方法有等离子体处理、超声波技术、稀土改性和接枝改性技术［6-8］。
本试验采用酸、碱改性的方法对芳纶1414纱线进行预处理，然后分别采用阳离子染料和分散染料进行染色，探讨改性及染色工艺条件对染色性能的影响，并在工厂进行了生产性试验。
1·试验部分
1．1材料、试剂和仪器
材料18．4 tex芳纶1414纱线(南通大学碳纤维研究所，采用赛络纺纺制)
试剂无水碳酸钠、氢氧化钠、磷酸、盐酸、保险粉(均为化学纯)
染料分散红3B、分散橙4RL、分散艳蓝2BLN、分散深蓝HGL、分散翠蓝S-GL(宜兴染料有限公司)，阳离子红GRL-ED、阳离子黄3RL-ED、阳离子蓝2RL-ED(无锡化药染料有限公司)
SHA-C水浴恒温振荡器(金坛市恒丰仪器厂)、101AB-1电热恒温鼓风干燥箱(海门市恒昌仪器厂)、SD-16高温高压染色机(厦门瑞比精密机械有限公司)、COLOR-EYE 3100测色配色仪(美国GretagMacbeth公司)、JA2003上皿电子天平(上海精科天平有限公司)、GYROWASH415水洗(干洗)色牢度机(英国James H Heal公司)、YG605熨烫升华色牢度仪(温州方圆仪器有限公司)。
1．2试验方法
1．2．1芳纶纱线的改性
(1)酸改性
称取一定质量的芳纶纱线，用15 g/L磷酸溶液在100℃下处理30 min，浴比为1∶50。
(2)碱改性
称取一定质量的芳纶纤维，用8 g/L氢氧化钠溶液在100℃下处理30 min，浴比为1∶50。
1．2．2染色
(1)分散染料染色
染色处方
染料/%(omf) 1～9
pH值3～7
浴比1∶50
染色工艺曲线
后处理冷水洗→还原清洗(保险粉2 g/L，碳酸钠2 g/L，85℃，10 min，浴比1∶30)→冷水洗→烘干
(2)阳离子染料染色
染色处方
染料/%(omf) 1～9
pH值 3～7
浴比 1∶50
染色工艺曲线
后处理 冷水洗→烘干
1．3测试方法
织物表观颜色深度用电脑测配色仪测定试样在最大吸收波长处的K/S值。
耐皂洗色牢度参照GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》中C(3)方法测定(60℃洗涤30 min)，选取锦纶和标准白布作贴衬织物。耐升华色牢度参照GB/T 5718—1997《纺织品色牢度试验耐干热(热压除外)色牢度》测定，测试温度180℃，选取锦纶作贴衬织物。
2·结果与讨论
2．1分散染料染色工艺的优化
2．1．1改性对染色纱线K/S值的影响
将分别用磷酸、氢氧化钠溶液改性处理及未改性的芳纶纱线，用5种分散染料在染料质量分数5%(omf)，pH值5，130℃下染色60 min，测得染色纱线的K/S值如表1所示。
由表1可以看出，经酸和碱改性处理后的芳纶纤维得色量增加。相比之下，碱改性处理后的K/S值增加较明显，故选用碱改性处理法来提高芳纶纤维分散染料染色的得色量。
2．1．2染料用量对K/S值的影响
将碱改性的芳纶纤维，用5种分散染料分别在染料用量为1%、3%、5%、7%、9%(omf)，pH值5，130℃染色60 min，测得染色纱线的K/S值随染料用量的变化如图1所示。
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