超细纤维是当前纤维领域重点研发的纤维,也是未来纤维的发展方向。目前国际国内对超细纤维尚无统一的规定和标准。一般地把纤维的单丝纤度低于 0.11 dtex(0.11丹尼尔)的纤维称为超细纤维。以超细纤维和聚氨酯复合制成的类似于天然皮革外观及性能的合成革,是一个可以创新、潜力巨大的新型领域,其发展前景良好。
实验用合成革基布是以聚酰胺超细纤维为基材浸渍聚氨酯而成。由于基布纤维上的活性基团很少,大多数染料难以上染,其水洗坚牢度很差。另一方面,作为一种复合材料,聚酰胺超细纤维和聚氨酯的染色性能存在较大的差异,这会大大增加超细纤维合成革染色的难度。
2实验内容和方法
2.1主要材料和仪器
2.1.1主要材料
各种染料(均为工业品);聚酰胺超细纤维合成革基布(烟台万华合成革厂产品,是以海岛型的尼龙一6 超细纤维和多种耐水解型的聚氨酯复合而成,纤维和聚氨酯比例约为1:1);MCF(自制,阳离子改性天然单宁);PA(固色剂,工业品,合成单宁)。
2.1.2主要仪器
自动控温不锈钢五滚筒鞣革染色机、多功能拉力试验机、干湿擦牢度测定仪等。
2.2试验内容和方法
2.2.1各类染料对聚酰胺超细纤维合成革的染色效果
在各类染料初步染色试验的基础之上,按照各类染料的较佳染色工艺进行对比染色试验。评定染色效果。
2.2.2中性染料的筛选试验
在2.2.1的试验基础之上,对中性染料进一步的筛选。首先在浴比12(以干基布重计)、浴温9O℃、染料x%f依颜色不同用量不同)的条件下染色60 min,然后用甲酸调节pH值5.O,继续染色30 min,最后水洗。评定染色效果。
2.2.3固色剂对染色效果的影响
在2.2.2的试验基础之上,选用单磺酸基中性染料作为主体染料,并与其它染料配合进行对比染色试验。首先在浴比l2(以干基布重计)、浴温9O℃ 、染料x%(依颜色不同用量不同)的条件下染色60 min,然后用甲酸调节pH值5.5,继续染色30 min,最后分别加入MCF和PA 4%,继续染色30 min,然后水洗。评定染色效果。
2.2.4匀染剂对染色效果的影响
选用单磺酸基中性染料作为主体染料,并与其它染料配合进行对比染色试验。首先在浴比l2(以干基布重计)和浴温9O℃条件下,加匀染剂l%转动lO min,再加染料x%(依颜色不同用量不同)染色60 min,然后用甲酸调节pH值5.5,继续染色30 min,最后加入 MCF4%,继续染色30 min,然后水洗。评定染色效果。
2.2.5染色温度对染色效果的影响
用2.2.3的染色方法,研究不同温度下染色对染色效果的影响。评定染色效果。
3试验结果与讨论
3.1各类染料对聚酰胺超细纤维合成革的染色效果
试验结果如表1所示。
从表l结果来看,分散染料对聚氨酯能够较好的上色,同时在牢度检测中发现分散染料在聚氨酯上的色牢度也较好。因为分散染料分子小,能较好地进入聚氨酯比较紧密的发泡结构和分子结构。但是分散染料对聚酰胺超细纤维的上色较少,得色量很低,湿擦牢度很差。因为分散染料是一种疏水性强而水溶性很小的非离子染料,结构中没有水溶性基团但含有很多极性较大的基团,这些基团只能与聚酰胺超细纤维上的一些基团形成氢键结合,所以其饱和值低,湿擦牢度也较差,对基布的整体染色效果较差。
酸性染料色谱齐全,染色方法和染色设备也相对简单,而湿处理牢度和Et晒牢度随品种不同而差异较大。酸性染料染聚酰胺超细纤维,可获得较鲜艳的色泽和较好的色牢度,但对聚氨酯的上色较少,湿擦牢度较差。不过,通过进一步的筛选,酸性染料可作为辅助染料。
酸性媒介染料分子结构中含有能够和金属媒染剂络合的基团,在酸性条件下,经金属媒染剂处理后,在纤维上生成不溶性的染料络合物,从而湿处理牢度较好。染色的整体效果优于酸I生染料,但酸性媒介染料染色工艺时间长、工艺复杂。基布染色中不宜采用此类染料。
中性染料的染色效果较好,整体效果类似于酸性媒介染料,而且染色工艺简单,可作为基布染色的主要染料品种。
直接染料分子量较大,很难渗透到纤维内部,容易产生环染和白芯现象。同时染色牢度较差。在基布染色中,不宜采用此类染料。
活性染料是一类能够和纤维的大分子发生化学反应生成共价键结合的染料。对聚酰胺纤维染色,坯革色泽鲜艳,色牢度较高,染色方便。但由于聚酰胺纤维分子中氨基数量少,得色量较低,匀染性较差。在基布染色中可部分采用。
分散活性染料特别适用于对聚酰胺纤维合成革的染色。因为它兼有分散染料和活性染料的优点。但该类染料色谱不全,价格较高,透染性一般,在基布染色中不宜大量采用。
阳离子染料染色,色牢度很难达到要求,在基布染色中,不宜采用此类染料。
可见,在聚酰胺纤维合成革的染色中,中性染料的综合性能是最好的,可以作为最主要的染料品种。酸性染料综合性能较中性染料差,但可以作为辅助的染料,以降低染料成本。
3.2中性染料的筛选
不同类型的中性染料的染色效果如表2所示。
从表2结果来看,不同类型的中性染料染色效果差别较大。非磺酸基中性染料分子结构中不含磺酸基,匀染性好,但溶解度较低,染色性能不如另两类,是染浅色较为理想的染料。单磺酸基中性染料分子中含有一个磺酸基,溶解度较高,匀染性一般,深色性能较好,适合染棕色、深黄等。双磺酸基中性染料分子结构中含有两个磺酸基,溶解度高,上色性能好,但匀染性较差,适合于染黑色、军绿、藏青等深色品种。
3.3固色剂对染色效果的影响
固色剂对染色效果的影响结果如表3所示。
从表3结果来看,固色剂MCF和PA的应用,可以提高色牢度,获得较好的效果。这主要是因为MCF 和PA是含有多个活性基团的大分子物质,不仅可以和染料作用,同时也能和基布作用,从而提高色牢度,特别是意义更为重大的湿擦牢度的提高。当然固色剂MCF本身带有一定的颜色,它的加入对颜色的鲜艳度有一定的影响,并使色调发生不同程度的变化。而PA固色效果较好,但由于本身的阴离子性,使用后会产生轻微的“浅色效应”。
3.4匀染剂的使用对染色效果的影响
匀染剂的使用对染色效果的影响如表4所示。
从表4结果来看,匀染剂的应用,可以提高色调的均匀性,但会降低湿擦牢度。因为一般的匀染剂,其主要成分为表面活性剂,它的加入可降低水与基布之问的表面张力,降低染料与基布的亲和力,从而起到匀染作用。但是表面活性剂的加入会增大基布的亲水性,从而降低湿擦牢度。在基布的染色中,可在基本达到染色均匀的前提下,尽量不用或少用匀染剂。
3.5染色温度对染色效果的影响
不同温度下染色对染色效果的影响如表5所示。
从表5结果来看,高温能得到较好的染色效果,但会降低坯革的机械强度。这主要是因为染色在弱酸性条件下,会使基布的聚酰胺超细纤维和聚氨酯发生水解,致使强度降低。所以对于需要后染色的聚酰胺超细纤维合成革,在基布加工中应选用耐水解型的聚氨酯。
4结论
(1)对于聚酰胺超细纤维合成革的染色,中性染料可得到最佳的综合染色效果。
(2)不同类型的中性染料染色效果差别较大。非磺酸基中性染料适合染浅色,单磺酸基中性染料适合染棕色、深黄等,双磺酸基中性染料适合于染黑色、军绿、藏青等深色。
(3)固色剂MCF和PA的应用,能够提高色牢度,特别是能够在较大程度上提高湿擦牢度。
(4)匀染剂的使用可提高染色的均匀性,但是会降低湿擦牢度。
(5)高温能够提高染色效果,但会降低坯革的机械强度。
(6)聚酰胺超细纤维合成革的染色可采用以中性染料为主、其它染料为辅的染料体系。
来源: 马兴元,程静,张晓镭,张韬琳(来源互联网)
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