聚酰胺纖維的結構特點
羧基含量高于氨基,在等電點時,氨基全部以一H3N+形式存在,羧基只是部分以一COO–離子形式存在。
聚酰胺纖維的氨基含量低,錦綸66和錦綸6的氨基含量分別約為羊毛的1/20和1/10,而疏水性部分含量比羊毛的高,因此一般選用弱酸性浴酸性染料染錦綸.
聚酰胺大分子無支鏈和大的側鏈,分子間也不存在鹽式鍵等交鍵結合,有許多可以形成氫鍵的基團,因此染料分子與纖維分子之間有較大的范德華力,易形成氫鍵,酸性染料對錦綸的親和力一般比羊毛高。
纖維吸酸飽和值約為0.037mol/kg。
聚酰胺纖維的染色原理
用強酸性浴染料染色時,染液的pH值在等電點以下,纖維帶正電荷,染料陰離子主要依靠靜電引力被纖維吸附,擴散進入纖維后,與纖維中的一NH3+生成離子鍵結合而固著,染色飽和值與纖維中氨基的含量相當。由于纖維中氨基含量較低,所以染色飽和值相當低。染料分子中含的磺酸基數目越多,則一個染料離子占據的一NH3+位置可能也多,則染色飽和值就更低,所以適用于錦綸染色的強酸性浴染料一般只含有l~2個磺酸基。該類染料上染錦綸符合郎格繆爾吸附等溫線,中性電解質在染色時起緩染作用。由于強酸性浴酸性染料在錦綸上的染色飽和值低,濕處理牢度差,而且染色pH過低,對錦綸有一定的損傷,故很少應用。
弱酸性及中性浴酸性染料上染纖維時一般在等電點以上,主要依靠范德華力和氫鍵上染錦綸。擴散進入纖維后,還能與一NH3+生成離子鍵結合。染色飽和值往往超過按氨基含量計算所得的數值,中性電解質起促染作用。由于弱酸性及中性浴酸性染料的染色飽和值高,濕處理牢度好,是錦綸染色的常用染料。
聚酰胺纖維的染色性能
酸性染料對聚酰胺纖維的親和力比染羊毛為高,因此它們在聚酰胺纖維上更易發生超當量吸附。
聚酰胺纖維在pH很低的條件下染色,還會遭到水解。
聚酰胺纖維是熱塑性纖維,吸濕溶脹比羊毛低得多,溫度對上染速率的影響很大。溫度低時上染速率很慢,溫度
錦綸在紡絲制造過程中,由于加工條件不同,纖維的微結構有一定的差異,染色時易產生不勻,特別是錦綸66,分子量較高,分子間的氫鍵較多,結晶度、取向度較高,無定形區結構較緊密,纖維中氨基的含量低,纖維之間的差異在染色時更容易反映出來,極易造成“經柳”“橫檔”等疵病,所以染色一開始就應該避免上染不勻,始染溫度宜低,升溫速率宜慢,所用的酸可以分次加入,或染色一段時間后再加入,或用硫酸銨調節染液的pH值。
錦綸中末端氨基的含量較少,飽和值較低,當兩個或兩個以上染料拼色染色時,就會發生對染色位置的競爭,即所謂競染現象,這種競染現象比酸性染料染羊毛要顯著得多。
聚酰胺纖維的染色工藝
錦綸用強酸性浴酸性染料染色,染液pH為3~4(常用蟻酸或醋酸調節);弱酸性浴染色的酸性染料染色pH為4~6(常用醋酸和醋酸銨調節);中性浴染色的酸性染料染色pH為6~7(常用醋酸銨或硫酸銨調節)。后兩類染料染色還要加適當的勻染劑,主要是陰離子表面活性劑。錦綸染色使用最多的是弱酸性浴染色的酸性染料。
為了獲得均勻的色澤,染色時也采用逐步升溫的工藝。染色從40℃開始,然后逐步升溫至沸(約45分鐘),續染45分鐘。染濃色時,可加適量的酸降低pH,促進染料上染。