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化学纤维着色
huaxue xianwei zhuose
   化学纤维着色
  pre-staining process of chemical fibre 在化学纤维生产过程中掺入适当的颜料或染料,直接制成有色纤维的方法,又称纺前着色。化学纤维着色与常规染色机理不同。前者是使着色剂均匀地分散在聚合体中,经纺丝成形后着色剂即被固着在纤维中,着色过程属于物理变化;后者是纺成纤维后再染色,要求染料或颜料与聚合体有一定的结合力和亲和力,染色过程主要属于化学变化。化学纤维着色在纤维生产厂进行,染色则在毛纺厂或印染厂进行。着色纤维和染色纤维的截面如下图纤维截面图 a着色纤维 b染色纤维。

  化学纤维着色技术于1936年首先用于粘胶、醋酯等人造纤维,后来又用于聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯腈等合成纤维,现在对聚丙烯、聚酰胺、聚酯等难染的合成纤维也进行着色。对丙纶着色尤为普遍。用着色法生产的有色化学纤维比例逐年都有增加。化学纤维着色与常规染色相比优点是:着色、纺丝可以连续进行;着色均匀,色牢度好;颜料(染料)利用率高;生产周期短、成本低;能使一些高取向度、非极性难染的化学纤维生色。

  不同的纺丝方法可以采用不同的着色方法,如熔体纺丝有全量着色、母体着色和切片着色等方法。溶液纺丝有原液着色和凝胶着色法。
  ① 全量着色法:是指在聚合反应时着色。将着色剂在缩聚反应时投入反应体系中形成有色聚合物,直接纺制有色纤维;或先制成切片,间接纺制有色纤维。全量着色法不需要专用设备,适用于大批量生产。缺点是设备沾色,换色前要进行清理。
  ② 母体着色法:指在本色切片中掺入一定比例的有色切片共同输入纺丝机纺制有色纤维。优点是对设备沾色少,使用方便,易于换色,适宜纺中、深色纤维,但要求有色母粒与本色切片能高度均匀混和。也可以用计量泵把着色剂直接地或以糊状注射到聚合物熔体中纺制成有色纤维,称注射法。
  ③ 切片着色法:将着色剂与本色切片在干燥过程中同时干燥并混和,着色剂通过扩散作用以及和切片摩擦带电,使超细的粉状着色剂均匀地包覆在本色切片表面。优点是对设备的污染少,换色时间短。切片着色的效果,取决于着色剂在聚合体中的溶解度和分散性质,与切片表面积有直接关系。
  ④ 原液着色法:在纺丝溶液中加入适当的着色剂,经充分混和、溶解和过滤,也可在进入喷丝头之前定量地注入着色剂或有色原液,经静态混和器混和后纺制成有色纤维。粘胶、腈纶等纤维的原液着色均属此种。纺丝原液中加着色剂法对设备沾色严重,换色要清洗;在喷丝头前注入法换色方便,不沾污主要设备,但两种方法输送精度要求都很高,并且要配备专用混和设备。
  ⑤ 凝胶着色法:腈纶特有的一种着色法。由于初生腈纶结构疏松,纤维经两次拉伸、干燥后内部仍留有许多半径为50~300□的微孔,所以表面积很大,着色剂或染料能很快地向纤维内部扩散。初生纤维通过染浴完成着色仅需数秒钟,并能在较温和的条件下着色。为了获得均匀的色调,要保证染浴中染料浓度恒定。

  化学纤维着色剂有无机颜料、有机颜料、分散性染料等。各种颜料、染料都有自身的特性,应根据不同的使用要求选用。一般的要求是:能高度分散或溶解在被着色的聚合体中,并具有较高的着色能力;加工成形时本身不起变化,并有良好的耐化学、耐晒、耐气候、耐洗涤、耐摩擦等性能;还必须有良好的热稳定性。
  用颜料作着色剂时须先与分散剂一起进行研磨,达到高度均匀、稳定的分散状态。粒子大小要求在0.5~1 μ之间,这对纺丝十分重要,如分散不良,粒子太大,在纤维成形、拉伸过程中会产生毛丝、断头,也可能堵塞喷丝孔。
  纤维着色所存在的问题是色谱调节不及常规染色法灵活,在使用中需要将有色纤维拼色,以弥补色谱不全的缺陷。                  (吴清基)

 
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