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聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维是产量最大的合纤品种,但是由于在其大分子链中,缺乏亲水性基团,而且其分子链结构具有高度的立体规整性,因此PET纤维是合成纤维中最难染色的一种纤维。聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)为一种新型聚酯,具有PET的高性能和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的优良成型加工性。PTT纤维可实现常压可染,且上染率较高。
本文对PTT纤维的酸性可染性进行了研究。利用对苯二甲酸二甲酯(DMT)与二己烯三胺通过缩聚反应合成了一种新型的聚酰胺作为酸性染料可染聚酯添加剂,并利用红外光谱(IR)、核磁共振(1HNMR)、差热分析(DSC)、X射线衍射(X-Ray)等对其结构与性能进行了研究。将合成的聚酰胺与PTT在哈克流变仪中共混,共混过程中加入离聚物聚乙基甲基丙烯酸锌(Surlyn)以改善共混物的相容性,研究了Surlvn对PTT/添加剂共混物相容性的影响,测定了其流变特性。进行添加剂与PTT共混纺丝,对纤维的机械性能、力学性能、结晶性能等进行了测试与表征。利用酸性染料对纤维进行常压染色,讨论了上染机理及其染色情况。研究结果表明:
1.将DMT与二己烯三胺按等摩尔比在反应釜中进行聚合,在酯交换温度180～220℃,缩聚温度240～270℃,真空40～50Pa条件下即可获得酸性可染添加剂。
2.红外分析结果显示,在1639cm-1处,存在明显的酰胺键的特征峰,核磁图谱中在8.3ppm附近,存在RCONHR上的氢质子峰,说明反应产物的分子结构中存在酰胺结构,为一种聚酰胺。DSC图谱中,未出现明显的熔点及玻璃化温度,证实了其为一种玻璃状产物。
3.红外和电镜观察结果表明:PTT/添加剂简单共混体系相容性较差,离聚物增容剂Surlyn后,改善了相容性,添加剂分布趋向均匀,共混物PTT/添加剂/Surlyn为95/5/2.0时,增容效果最佳。
4.共混样品的粘度随着剪切速率的增加,熔体的表观粘度均下降,为假塑性流体。随着添加剂的加入,共混样品的表观粘度和粘流活化能降低。在同一温度下,随着添加剂的加入,非牛顿指数增加,并随着温度的升高,共混样品的非牛顿指数也在增加。
5.将共混物在一定的工艺下纺丝拉伸,得到含有酸性可染添加剂的纤维。纤维中二己烯三胺的摩尔百分含量为0％、1％、3％的样品的断裂强度分别为2.82、3.16、2.53CN/dtex,取向因子分别为0.20、0.27、0.25。纤维中二己烯三胺的摩尔百分含量为1％的样品的可纺性及性能均优于其它样品,加入的离聚物Surlyn对聚合物之间起到了增容作用。
6.采用酸性染料对纤维进行常压沸染,实验表明:未加入添加剂时,因为没有可以吸收酸性染料的基团,纤维不上染,当纤维中二己烯三胺的摩尔百分含量达到3％时,红、黄、灰三种染料的上染率达到51％、64.3％、29.2％,有了明显的改善。随着共聚酰胺添加剂的加入,耐摩擦牢度和耐洗色牢度都有了一定的提高,均不低于四级,纤维的染色深度增强,K/S值变大。