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海岛超细纤维合成革基布性能及染整研究

白刚  
【摘要】: 海岛超细纤维聚氨酯(PU)合成革基布浸渍聚氨酯后,开纤困难,碱剂进入和水解困难,开纤质量不易控制。针对这一难点,本论文对海岛超细纤维PU合成革基布开纤进行新的探索,采用氢氧化钠和乙二胺对合成革基布进行开纤处理,利用碱胺协同效应提高合成革基布开纤效率和开纤质量,降低碱剂用量和开纤温度,节水节能。同时还研究开纤处理对合成革基布强力、透气性、透湿性、比表面积和刚度的影响。研究结果表明:失重率和开纤率随氢氧化钠和乙二胺浓度的增加而增大,也随开纤时间的延长、开纤温度的升高和浴比的增大而增大。开纤处理后纤维表面变得粗糙,比表面积增大。随着开纤率的增加,合成革基布纵向断裂强力先减小后增大,但变化幅度不大,横向断裂强力一直在增加,且增幅较大,撕裂强力先减小后略有增加。基布的透气性、透湿性随着开纤率的增加逐渐增加。对于海岛超细纤维PU合成革基布而言,开纤越完全,其弯曲刚度值越小。 海岛超细纤维PU合成革基布染色难度很大,匀染性差,深染性差,难以得到较高的染色牢度。本论文探索应用助剂增溶作用改善合成革基布分散染料、酸性染料、中性染料染色性能,提高染料上染率,降低染色温度,缩短染色时间。 本论文采用甲基丙烯酸甲酯改善分散染料染色性能,并对合成革基布分散染料染色动力学、热力学进行了研究,为海岛超细纤维合成革基布分散染料染色提供了新途径。实验结果表明:甲基丙烯酸甲酯对纤维有增塑作用,对染浴中的分散染料有增溶作用,染色过程中在纤维表面形成低聚物,可提高平衡上染百分率和染色牢度,降低染色温度,缩短染色时间。分散染料在两组分上的分配系数K随着温度的升高而减小,但始终大于1。分散染料在海岛超细纤维PU合成革基布中的吸附和扩散行为是由Langmuir定位吸附和Nernst分配型吸附两种不同方式共同作用完成,吸附等温线符合Langmuir-Nernst二元吸附模型。海岛超细纤维合成革基布分散染料染色提升性较好,当染料用量小于8%时显色性较好,染料用量大于8%以后显色性较差。 本论文探讨了pH滑动剂对酸性染料染色的影响,探讨了双尾表面活性剂存在下合成革基布酸性染料染色性能,并对合成革基布酸性染料染色动力学、热力学进行了系统的研究。实验结果表明:双尾表面活性剂一方面可与染料阴离子发生较强作用,另一方面可以吸附在纤维上,使各种不同性质的分子结合在一起,起到增进移染、增加深染性和起到匀染的作用。在合成革基布酸性染料染色过程中,加入一定浓度的双尾表面活性剂,可以降低初始上染速率,半染时间增加,并提高上染百分率和K/S值。酸性染料在合成革基布两组分上的分配系数K始终大于1,分配系数K值在不同温度时相差较大。酸性染料在海岛超细纤维PU合成革基布中的吸附等温线符合Langmuir吸附模型。海岛超细纤维合成革基布酸性染料的染色提升性较好,当染料用量小于8%时显色性较好,染料用量大于8%以后显色性较差,加入双尾表面活性剂后合成革基布的皂洗牢度和摩擦牢度略有下降。 本论文探讨了溶剂苯甲醇存在下合成革基布中性染料染色性能,并对合成革基布中性染料染色动力学、热力学进行系统的研究。实验结果表明:苯甲醇的加入使得中性染料对合成革基布的上染速率和扩散速率加快,半染时间缩短,平衡吸附量明显增大。苯甲醇作为溶剂染色,可减少染色用水,降低染色温度,缩短染色时问,实现节水节能。中性染料在合成革基布两组分上的分配系数K始终大于1,中性染料的K值在不同温度时相差较大,合成革基布的两组分在中性染料染浴中不易染匀。中性染料在海岛超细纤维PU合成革基布中的吸附等温线符合Langmuir吸附模型。在一定浓度范围内,海岛超细纤维合成革基布中性染料的染色提升性较好,当染料用量小于8%时显色性较好,染料用量大于8%以后显色性较差,苯甲醇的加入对合成革基布的皂洗牢度和摩擦牢度基本没有影响。 本论文通过结构生色和稀土的络合作用,采用自行研制的稀土增深剂ZSJ-1和低折射率有机硅树脂NTF-3对海岛超细纤维PU合成革基布进行增深处理。实验结果表明:稀土增深剂ZSJ-1对合成革基布染色有明显的增深效应,对酸性、中性染料的增深效果优于分散染料。稀土的增深作用主要来自络合作用,在合成革基布染色过程中,稀土起到桥梁作用,使染料分子和纤维分子之间能更好地结合在一起,提高了染料和合成革基布的结合力,使染色深度和染色牢度增加。有机硅树脂整理后,合成革基布表面形成不规则的包覆膜,使合成革基布表面折射率下降,发生了结构生色效应,从而达到增深效果。有机硅树脂对合成革基布的透气、透湿性存在不利影响。经有机硅树脂整理后,合成革基布柔软、滑爽,手感较好。 本论文采用阳离子固色剂Cibatex PA对染色后的合成革基布进行固色整理,并探索了溶胶-凝胶技术对染色后合成革基布的固色整理。实验结果表明:阳离子固色剂与染料阴离子能结合成较大的难溶性化合物沉积在纤维中,可以提高酸性染料和中性染料染色后的合成革基布的湿牢度。溶胶-凝胶处理可在合成革基布表面形成一层干凝胶膜,对染料分子起到"锚固"作用,降低染料分子从织物上脱离的倾向,起到固色作用。经溶胶-凝胶固色整理后,合成革基布的水洗牢度和摩擦牢度可提高半级左右。溶胶-凝胶整理对合成革基布的断裂强力和撕裂强力影响较大,整理后合成革基布断裂强力和撕破强力均有下降。溶胶-凝胶整理后合成革基布的透气、透湿性能下降,手感变差。


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