由图1可知,2243cm-1处的吸收峰为氰基—CN的伸缩振动,1735cm-1处吸收峰为丙烯酸酯—CO的伸缩振动,腈氯纶在这两处的峰值均比普通腈纶小,说明腈氯纶中丙烯腈和丙烯酸酯含量有所减少。腈氯纶1359cm-1处吸收峰为—SO3伸缩振动,667cm-1处吸收峰为—C—Cl键伸缩振动,3525cm-1处吸收峰为丙烯酰胺的—NH2伸缩振动。表明腈氯纶纤维除含有阻燃元素氯以外,还引入丙烯酰胺作为中性单体来调节收缩率和物理性能,且腈氯纶的第三单体含磺酸基[3]。
2.2载体制备
2.2.1乳化剂选择
根据相似者相容原理,采用乙酸丁酯作为阻燃腈氯纶染色载体。选用不同乳化剂进行高速搅拌、乳化,测定各乳液的稳定性,结果如表1所示。
由表1可知,Tween80稳定性最好,10d未分层,且粒径较小。由于OP-10中含有APEO,对环境有影响,所以不选。
由图2可知,随着乳化剂用量的增加,乳液粒径不断降低;当Tween80质量分数达到2%时,再增加Tween80质量分数,乳液粒径没有明显变化。考虑到生产成本,选择Tween80质量分数为2%。
2.2.3乳化时间
乳化时间对乳液粒径的影响如图3所示。
由图3可知,随着乳化时间的延长,乳液粒径不断降低。当乳化时间达到10min时,再延长乳化时间,乳液粒径无明显变化。考虑到生产效率,选择乳化时间为10min。
综上所述,载体TT优化的制备工艺为:乙酸丁酯用量20%,Tween802%,转速10000r/min,时间10min。
2.3载体TT用量对腈氯纶上染率的影响
载体TT用量对腈氯纶上染率的影响如图4所示。
由图4可知,不加载体染色时,阳离子黄X-5GL上染率较低,仅为6.84%;阳离子翠蓝GB为42.57%;阳离子红X-GTL为31.7%。加入载体TT后,腈氯纶纤维的上染率随载体TT质量浓度的增加而提高。这是因为载体TT有助于降低腈氯纶纤维玻璃化温度,使染料分子更容易进入到纤维内部[4]。在载体TT质量浓度为6mL/L时,翠蓝GB上染率达到95%以上;继续增加,过多的载体在染浴中形成第三相,增加染料的溶解度,使较多的染料残留在染浴中,上染率降低。红X-GTL和黄X-5GL在载体质量浓度为6mL/L时,上染率只有60%~70%;载体质量浓度为8mL/L时,上染率均达到90%左右;再增加载体浓度,上染率变化不大。鉴此,取载体TT质量浓度为6~8mL/L。
2.4染色pH值对腈氯纶上染率的影响
由图5可知,在不同的pH值下,上染率变化不大,随pH值提高略有提高。这是由于腈氯纶第三单体为强酸性的磺酸基,其电离受pH值影响较小。
2.5染色温度对腈氯纶上染率的影响