【集萃網(wǎng)觀察】納卡纖維是聚丙烯腈纖維表面經(jīng)納米處理后獲得的纖維，由于引入了兩性型功能基團(tuán)，其中親水性功能基團(tuán)使纖維吸濕放濕性有了很大提高，回潮率比常規(guī)腈綸高118%，性能更接近于天然纖維，親膚性好，同時(shí)手感也變得極其滑爽，柔軟度可以同山羊絨相媲美，因而被廣泛地使用于混紡原料，對于提高紡織制品的柔軟性、膨松性、豐滿度、彈性具有極其重要的意義。
納卡纖維的結(jié)構(gòu)有別于常規(guī)腈綸纖維，因而染色性能和常規(guī)纖維相比有很大的不同。目前國內(nèi)已開始采用納卡纖維進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，而針對納卡纖維染色性能的研究國內(nèi)尚未見有相關(guān)報(bào)道。為了更具體準(zhǔn)確地了解這種新型纖維的染色性能，本文對其陽離子染料染色飽和值、染色速率、上染速率和色牢度進(jìn)行了測試與分析，為紡織品加工和產(chǎn)品開發(fā)提供參考。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 材料及儀器
1.1.1材料
納卡纖維（0.167tex×38mm）：品德實(shí)業(yè)（太原）有限公司；腈綸纖維（0.167tex×38mm）：吉林化纖；Astrazon藍(lán) FRR（德國拜耳）；醋酸（市售）；醋酸鈉（市售）；元明粉（市售）；緩染劑A。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
染色小樣機(jī)（靖江市新旺染整設(shè)備廠）；721型光電分光光度計(jì)（上海第三分析儀器廠）；恒溫烘箱（天津市泰斯儀器有限公司）；TP電子天平（上海天平儀器廠）；酸度計(jì)（上海雷磁儀器廠）；Y571B型摩擦牢度儀（溫州市大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠）；SW12型皂洗牢度儀（萊州市電子儀器有限公司）。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 納卡纖維染色飽和值Sf的測定
Sf是100克纖維在一定條件下所能吸附分子質(zhì)量為400的染料（孔雀綠）的最大克數(shù)。采用721型光電分光光度儀測定染色殘液的吸光度來計(jì)算納卡纖維染色的飽和值。
配方: Astrazon藍(lán) FRR 10%；元明粉 5%；醋酸 4%（pH4.5）；醋酸鈉 1%；浴比 1:100。配制300mL染液，取100mL作標(biāo)準(zhǔn)液（比色用），200mL放入小樣機(jī)用于染色，將2g納卡纖維樣用蒸餾水浸透，放入樣機(jī)染色。
染色工藝：70℃入染，1℃/min升溫至沸，染4h。染后將染色殘液倒在200mL的容量瓶中，用蒸餾水補(bǔ)足至200mL，使用分光光度計(jì)進(jìn)行比色。
染料的最大吸收波長為630nm，取此附近6個(gè)波長測光密度和透光率，結(jié)果取平均值。Sf按下式計(jì)算：
×10%×1.25
式中： ——為染后殘液光密度的平均值；
——為標(biāo)液的光密度平均值；
10%——標(biāo)液的濃度；
1.25——Astrazon藍(lán)換算為標(biāo)準(zhǔn)染料分子量的換算比值。
1.2.2 染色速率V的測定
用已知染色速率的吉化腈綸纖維和納卡纖維樣品做染色對比測驗(yàn)，兩種纖維的線密度相同。采用如下配方及工藝:
Astrazon藍(lán)FRR 2.0%；醋酸（60%）1.5%；在浴比1:30、溫度95℃、pH=4.5條件下，進(jìn)行同浴染色，直至染料吸盡。用目光觀測，纖維色澤相同，則兩者染色速率相同。差別大于20%，另選一種已知染色速率的腈綸纖維重復(fù)試驗(yàn)后，即可確定。
1.2.3上染百分率的測定
用一缸殘液比色法進(jìn)行測定，按染料1%、醋酸3%調(diào)pH值為4.5、元明粉10%、緩染劑A 0.5%配制染液500mL，取100mL作標(biāo)準(zhǔn)液，余者放在一只染缸內(nèi)升溫至40℃，投入8×1g散纖樣（浴比1：50），按升溫速率1℃/min染色，染色時(shí)間120min，每隔15min取出一份樣品及一份供比色用的染液，依次取8個(gè)樣。要注意保持染色過程中的浴比。用目光觀測纖維的染色深度，同時(shí)按下式計(jì)算：
×100%
式中： ——?dú)堃旱墓饷芏龋?——標(biāo)液的光密度。
1.2.4 染色牢度的測試
耐摩擦牢度：按GB/T 3921—1997（ISO105-X12:1993）《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》試驗(yàn)方法分別對腈綸纖維絨線織片和納卡纖維絨線織片進(jìn)行測試；耐洗牢度：按GB/T 3921—1997（ISO105-C03:1989）試驗(yàn)方法分別對腈綸纖維絨線織片和納卡纖維絨線織片進(jìn)行測試。
2 分析與討論
2.1 染色飽和值Sf
纖維染色飽和值表示纖維吸附染料最大能力，等于纖維上所有吸附位置都吸附了等量染料時(shí)的吸附量。吸附位置數(shù)量決定于纖維中酸性基團(tuán)的含量。
按照1.2.1實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測試，測得納卡纖維的Sf值為1.9，與改性前的Sf值2.3相比下降了20%。原因有二：①腈綸纖維染色，是通過庫侖引力吸附陽離子染料，發(fā)生定位吸附，納卡纖維由于引入了兩性型活性基團(tuán)，占據(jù)了部分染座，染料分子不能與纖維中的所有酸性基團(tuán)結(jié)合；②納卡纖維表面存在納米晶化層，使得纖維中的有些酸性基團(tuán)染料不可及。
根據(jù)Sf值，可以制定合理的染色處方，用染料與緩染劑的f 值分別與該染料及緩染劑用量相乘，用它們的乘積之和與納卡纖維的Sf相比較，若小于Sf值，該處方是經(jīng)濟(jì)合理的。
2.2染色速率V
按照1.2.2實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測試，測得納卡纖維的V值為2.2，與腈綸纖維的3.2相比，有了很大的降低。V值表示纖維吸附染料速率的高低。它決定于纖維的微結(jié)構(gòu)，形態(tài)結(jié)構(gòu)，比表面積等，和酸性基團(tuán)的數(shù)量也有很大關(guān)系。染料的上染可分為染料向纖維表面吸附和染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散兩個(gè)階段，納卡纖維由于引入了兩性型活性基團(tuán)，Zeta電位差下降，吸附速率降低，使得纖維表面和內(nèi)部的染料濃度差減小，擴(kuò)散速率也相應(yīng)降低。纖維表面形成的晶化結(jié)構(gòu)對染料擴(kuò)散也有一定的阻礙作用，從而使得納卡纖維的V值較腈綸有所下降。
腈綸染色的最大問題是如何獲得勻染，V值是影響勻染的重要因素。V值按數(shù)值大小可劃分為三個(gè)區(qū)域，2.0以下為慢速，2.0~5.0之間為中速，5.0以上為快速。V值高的纖維，上色迅速，得色量較高，易染花。V值低的纖維，上色緩慢，得色量低。納卡纖維的V值屬中速。
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