芳纶性能优异,应用广泛,但其结构紧密,染色困难,限制其发展。因此,研究芳纶染色性能很有意义。通常芳纶使用阳离子染料或分散染料在高温高压条件下染色,很少用阴离子染料染色。本课题研究芳纶的阳离子化改性及其阴离子染料染色性能,目的是扩大芳纶染色用染料范围,进一步促进芳纶的广泛应用。本研究首先用明胶与实验室自制阳离子交联改性剂WLS在一定条件下反应,优化出一种阳离子增深剂合成工艺条件,并表征和分析该阳离子增深剂的结构和性能。结果表明,该阳离子增深剂中含有季铵盐结构,具有阳离子性。将其应用于改性芳纶织物,以上染百分率、染色织物表观色深度值为评价指标,研究了膨化剂种类及其用量、阳离子增深剂用量、氢氧化钠用量、改性温度和时间等工艺条件对芳纶改性效果的影响,确定了浸渍和汽蒸膨化改性芳纶的最佳工艺,分别为:浸渍改性工艺为:将芳纶织物投入含有精练剂0.2%owf、JFC 1g/L、膨化剂CWP-N 30g/L、阳离子增深剂20%owf、氢氧化钠4g/L的处理液中,浴比20:1;从50℃升温到100℃,对织物处理40min,然后烘干;汽蒸改性工艺为:精练剂:0.5g/L;膨化剂CWP-N:40g/L;阳离子增深剂:30g/L;NaOH:6g/L;浴比:20:1;在50℃处理20min,再经110℃汽蒸5min。其次,研究浸渍膨化改性芳纶活性染料及还原染料染色性能,分别优化出改性芳纶活性染料及还原染料染色最佳工艺条件。其中活性染料染色最佳工艺为:采用活性翠蓝KNG染料,浴比为20:1的情况下,从50-60℃慢慢升温至100℃,保温染色20min,然后加入氢氧化钠1~3g/L,固色20min,再焙烘,皂洗、水洗、烘干;还原染料染色最佳工艺为:当染料用量为4%owf,二氧化硫脲用量为5g/L,NaOH用量15g/L,浴比为20:1,染料先在60℃条件下还原15min,然后放入改性芳纶,在70℃条件下染30min,空气中氧化30min后,最后经皂洗后处理。并评定了改性芳纶的染色效果。结果表明,经膨化改性处理的芳纶织物对活性染料和还原染料的染色性能显著提高,K/S值显著提高,改性芳纶织物的耐皂洗色牢度较好,但耐摩擦色牢度较差。由于改性芳纶对活性染料和还原染料隐色体的亲和力显著增大,因此,改性芳纶对这些阴离子染料染色的初染速率显著提高,移染性和匀染性变差。为了解决改性芳纶织物耐摩擦色牢度差的问题,研究了改性过程中加入氯化钙以及改性芳纶染色后加固色剂处理对染色芳纶耐摩擦色牢度的影响,结果表明,采用这两种措施,染色芳纶织物的耐摩擦色牢度能提高半级左右。然后,研究了改性芳纶结构性能变化,及其活性染料染色动力学和热力学性能,并计算相关热力学参数。结果表明,改性后芳纶纤维带有阳离子基团,且热稳定下降;将实验数据进行准一级、准二级动力学模型模拟分析,结果表明,改性芳纶用活性染料染色的过程符合准二级动力学模型。对活性染料上染改性芳纶的吸附等温线进行拟合分析,结果表明,活性染料上染改性芳纶符合朗缪尔型吸附,以化学定位吸附为主。最后,探究改性织物与活性染料之间的作用力。选择活性染料和酸性染料染改性芳纶,发现活性染料加碱固色的皂后K/S值比未固色的高,而酸性染料是否加碱,织物的K/S均较低,对比说明染色结束后,最终活性染料与改性芳纶纤维间除了静电引力、范德华力和氢键结合力之外,还存在部分共价键结合;并研究了改性芳纶/棉混纺织物活性染料一浴染色效果,结果为改性芳纶/棉混纺织物活性染料一浴染色很难得到同色,但有望获得多色效果的新产品。图22幅,表50个,参考文献82篇