生物基尼龙56及其混合纤维的染色性能研究

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尼龙56由戊二胺和己二酸聚合而成,其中戊二胺是以赖氨酸为原料的生物法生产制得的。因此,尼龙56是一种绿色环保、可持续发展的新型生物基尼龙纤维,关于其混合纤维的染色性能研究较少。本文研究了尼龙56纤维的基本性能、染色动力学及其混合纤维的染色性能,旨在为尼龙56混合纤维的染整加工提供参考。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换衰减全反射红外光谱(FTIR)、X射线光谱仪(XRD)、材料热分析仪(TG)等测试对尼龙56纤维的表观形貌、结构组成、结晶性能、热学性能进行了研究,并与尼龙6和尼龙66进行了对比。测试结果显示:尼龙56纤维表面平整光滑,无片层结构,粗细均匀,无卷曲;尼龙56纤维在3070 cm-1的N-H的费米共振与伸缩振动的波峰位置和振动强度均不同于尼龙6和尼龙66,三种纤维的吸收峰位置均存在明显差异;尼龙56、尼龙6、尼龙66的熔点分别为251.1℃、219.6℃、255.9℃左右,热分解温度分别在 400℃、450℃、360℃ 左右。研究了酸性染料天龙红A2R以及三种活性染料安诺素红上染尼龙纤维的染色动力学,结果表明:天龙红A2R在尼龙56纤维上的染色动力学符合准二级吸附动力学模型;尼龙56纤维的平衡吸附量大于尼龙6纤维,半染时间小于尼龙6纤维;十二烷基硫酸钠的加入会使染料对纤维的平衡吸附量减小,半染时间增大;升高温度会使染色的半染时间减小,但平衡吸附量几乎不变。安诺素红DS、安诺素红3BE、安诺素红K-2BP在尼龙56纤维上的染色动力学符合准二级吸附动力学模型;尼龙56与尼龙6纤维相比,其平衡吸附量大于尼龙6纤维,半染时间小于尼龙6纤维;分两次加碱可以使平衡吸附量变大,半染时间变小;提高温度会使染色平衡吸附量减小,不同类型的活性染料半染时间会有不同的变化;在相同实验条件下,安诺素红DS的平衡吸附量最大,安诺素红K-2BP次之,安诺素红3BE最小;乙烯砜类的活性染料对尼龙56的染色不仅吸附量大而且上染速率快;无论是乙烯砜类的安诺素红DS还是双活性基类的安诺素红3BE和一氯均三嗪型的安诺素红K-2BP,在低温的染色条件下,尼龙56都可以有较好的上染量。对尼龙56及其混合纤维染色的同色性进行了研究,该内容包括两个部分:第一部分为天龙黄A2R、天龙红A2R、天龙蓝A2R酸性染料对尼龙56/羊毛混合纤维一浴一步法染色,选用十二烷基硫酸钠作为尼龙56/羊毛混合纤维染色的缓染剂,可使混合纤维获得较好的同色性,优化的染色工艺为:染色温度98℃,保温时间60 min(天龙红A2R、天龙蓝A2R)或100 min(天龙黄A2R),pH值4,染料质量分数1%owf,十二烷基硫酸钠0.1 g/L(天龙黄A2R、天龙红A2R)或0.5 g/L(天龙蓝A2R);经单宁酸/吐酒石固色处理后,染色混合纤维的耐皂洗色牢度为4~5级,天龙黄A2R、天龙红A2R染色样品的耐日晒色牢度较好,可以达到6~7级,但天龙蓝A2R染色样品的耐日晒牢度较差。第二部分为安诺素黄3BE、安诺素黄DS、安诺素黄K-RN活性染料对尼龙56/棉混纺织物进行一浴一步法染色,探究其染色同色性;安诺素黄3BE的优化染色工艺为:染料质量分数2%owf,染浴pH为6,染色温度为60℃,碳酸钠浓度为25 g/L,硫酸钠浓度为40 g/L,保温时间为60 min;安诺素黄DS的优化工艺为:染料质量分数2%owf,十二烷基硫酸钠浓度为0.3 g/L,染色温度为60℃,硫酸钠浓度为40 g/L,碳酸钠浓度为15 g/L,保温时间为60 min;安诺素黄K-RN优化工艺为:染料质量分数2%owf,染色温度为70℃,碳酸钠浓度为10 g/L,硫酸钠浓度为40 g/L;保温时间为60 min;在上述优化染色工艺条件下,尼龙56/棉混纺织物可获得较好的同色性,且染色样品的各项牢度均较好。
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