聚醚砜纤维高温高压染色性能
肖佩佩, 李宏伟, 王峰 北京服装学院材料科学与工程学院,北京100029
收稿日期:
作者简介:肖佩佩(1983-) ,女,在读硕士,主要从事纺织品染色研究。
原载：印染2008/21;9-11
网上来稿：zhanyizhen，rz
【摘要】 聚醚砜纤维用DianixMF系列染料进行高温高压染色,通过测试上染率、K/S 值、染色牢度、提升力和移染性,对染色效果进行评价。结果表明,聚醚砜纤维染色条件为130℃×1h,上染率可达90%以上。其染色后的耐洗、耐摩擦和耐光色牢度均达到4级以上,但对染料的提升力一般,移染性较差,染色后纱线的断裂强力下降9%左右。
【关键词】高温染色; 分散染料; 聚醚砜纤维
【中图分类号】TS193.562 文献标识码: A 文章编号: 1000-4017(2008)
0 前言
聚醚砜(英文名Polyethersulfone,简称PES) ,它的重复结构单元为:
PES具有突出的阻燃性能,不添加任何阻燃剂,其阻燃性即可达UL94V20级(
PES最初开发应用于阻燃、耐热、耐化学药品的优异特种工程塑料[3];采用熔融纺丝法[4]制得PES纤维,应用于航空航天领域复合材料,效果良好。
将这种高性能纤维推广到民用纺织品,必须解决其染色问题。虽然PES为无定形聚合物,但其玻璃化转变温度较高,且分子链上没有能与染料分子结合的反应性基团,难以用水溶性染料染色。试验采用分散染料对其进行高温高压染色,探讨了不同染色条件对上染率的影响。
1 试验
1.1 材料与药品
聚醚砜纱线(26 tex/
1.2 仪器
SDM22122140型高温高压染色机(立信染整机械有限公司),722型可见分光光度计(上海欣茂仪器有限公司),OR INTEX电子测色配色系统(意大利OR IN2TEX公司),Y
1. 3 试验方法
冷水洗→洗涤剂洗涤(洗涤剂
染色处方
染料用量/% (owf)
2
pH值(磷酸二氢铵调节) 5～6
浴比
1∶40
还原清洗处方/ ( g/L)
保险粉
2
氢氧化钠
2
浴比 1∶100
温度/℃ 70
时间/min 10
染色工艺曲线
1.4 测试方法
采用722型可见分光光度计测定染色前后染液的吸光度A ,按式(1)计算上染率:
上染率% =(1-AnNn/A0N0)×100
(1)
式中: An,Nn ——— 染色残液的吸光度和稀释倍数;
A0,N0 ——— 染色原液的吸光度和稀释倍数。
将染色纱线缠绕在硬纸板上,紧密排列,用OR IN2TEX电子测色配色系统测定样品的K /S值,测5次,取平均值。
单根纱线的断裂强力和断裂伸长率按GB /T3916—1997《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》,在YG021PC型电子单纱强力机上测定。隔离长度
用Y172型纤维切片器制取染色后纤维的横截面试样,在显微镜下观察试样的染透性。
试样采用2% (owf)染料浓度染色,染色后将试样分成等重的2份,一份作为移染原样A,一份作为移染试样B。取与试样B 等重的未染色试样C,与试样B一起置于移染浴中进行处理。试验条件见
移染率/% = ( K/S ) C / ( K/S ) B ×100 (2)
式中: ( K /S ) B ———移染处理后试样B的K /S值;
( K /S ) C ———移染处理后试样C的K /S值。
耐洗色牢度 参照GB /T 3921. 3—1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度:试验3》测定。
耐摩擦色牢度 参照GB /T 3920—1997《纺织品
色牢度试验耐摩擦色牢度》测定。
耐光色牢度 参照GB /T 8427—1998《纺织品色
牢度试验耐人造光色牢度:氙弧》测定。
2 结果与讨论
2.1 温度敏感性
聚醚砜纱线分别用Dianix红玉MF、黄棕MF和军蓝MF在100～130 ℃下染色,上染率与染色温度的关系如图1所示。
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|
|
图1 染色温度对上染率的影响 |
从图1可以看出,随着染色温度的提高,染料上染率提高。染色温度
2.
测定选用的三种染料的升温上染速率曲线,
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图2 染料的升温上染速率曲线 |
从图2可看出,温度低于
2. 3 提升力
选用染料浓度分别为1% , 2%, 4% , 6%和8%(owf)
,于
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图3 染料的提升力曲线 |
从图3可以看出,Dianix红玉MF的提升力较其它两种染料好;三种染料在浓度达到4%后,染料浓度增加,而K /S值增幅较小,说明所选染料在聚醚砜纤维上的提升力总体一般。
2. 4 移染性
移染性测试结果如表1所示。
表1 三种染料的移染性能
|
染料 |
K/S值 |
移染率/% |
||
|
原样 |
色纱移染后 |
白纱移染后 |
||
|
Dianix红玉MF |
31. 90 |
28. 27 |
2. 40 |
8. 49 |
|
Dianix黄棕MF |
26. 84 |
24. 92 |
4. 39 |
17. 62 |
|
Dianix军蓝MF |
30. 41 |
27. 26 |
4. 69 |
17. 20 |
由表1知,这三种分散染料的移染率很低,要想通过移染来实现匀染较困难。所以,在聚醚砜纤维染色过程中,应严格控制升温速率,并可通过加入高温匀染剂和扩大浴比等,以改善纤维的匀染性。
2. 5 透染性
|
|
|
图4 |
图4为Dianix黄棕MF染色纤维截面图,可以看出其透染性较好,无环染和白芯现象。
2. 6 染色牢度
测定聚醚砜纤维
由表2知,用分散染料染色后,聚醚砜纤维具有良好的耐洗色牢度,除Dianix红玉MF涤纶沾色为4～5级图4 Dianix黄棕MF染色纤维截面图(放大250倍)
表2 聚醚砜纤维各项色牢度
色
|
牢度 |
Dianix红玉 |
MFDianix黄棕 |
MFDianix军蓝MF |
|
|
耐洗色牢度/级 |
褪色 |
5 |
5 |
5 |
|
棉布沾色 |
5 |
5 |
5 |
|
|
涤纶沾色 |
4～5 |
5 |
5 |
|
|
耐摩擦色牢度/级 |
干摩 |
4 |
4 |
4 |
|
湿摩 |
4～5 |
4～5 |
5 |
|
|
耐光色牢度/级 |
4 |
4 |
4 |
|
外,其余均达到5级;干摩擦牢度为4级,湿摩擦牢度为4～5级;耐光色牢度均达到4级。
2. 7 染色对聚醚砜纤维拉伸性能的影响
测定聚醚砜纱线经Dianix军蓝MF于
表3 聚醚砜纤维染色前后的拉伸性能
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|
单纱断裂强力/ cN |
单纱强力变化/% |
单纱断裂伸长率/% |
|
染前 |
412. 2 |
- |
25. 5 |
|
染后 |
374. 8 |
9. 1 |
34. 7 |
由表3知,聚醚砜纤维经高温高压染色后,断裂强力有所下降,而断裂伸长率则明显增加。这可能是由于染色过程中,纤维发生了收缩,且纤维内部大分子链段取向发生变化所致[5]。
3 结论
(1)聚醚砜纤维用DianixMF系列染料于
(2)DianixMF三种染料在聚醚砜纤维上的提升力一般,移染性较差,染色时应注意纤维的匀染性。
参考文献:
[1]吴忠文. 特种工程塑料聚醚砜、聚醚醚酮树脂国内外研究、开发、生产现状[J]化工新型材料,2002,30(6);16-17
[2]张天骄, 邹黎光,张丽娜. 熔融法纺制聚醚砜纤维的探索研究[J]合成技术及应用,2005,20(4);5
[3]邹黎光,张天骄. 耐高温纤维的加工技术及性能[J]合成纤维,2005(3);19-20
[4]张丽娜,张天骄. 熔融纺丝法制备聚醚砜纤维[J]合成纤维工业,2006,29(4);11-12
[5]蔡再生. 纤维化学与物理[M]北京,中国纺织出版社,2004