（纺织化学与染整工程专业论文）毛腈混纺制品低温染色研究.pdf

浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密1 ：3，在 不保密毋。 学位论文作者签名：彳参蕴i 习 日期：伊。年汐，月巧日 年解密后使用本版权书。 易人自 戈j 一铹倘 亿矿0， 叫 签磁叫狮 浙江理工大学硕士学位论文 毛腈混纺制品低温染色研究 摘要 毛腈混纺制品的传统染色方法是在沸染条件下进行的，但沸染容易造成羊毛纤维损伤 和染色病疵，例如羊毛失重、机械性能恶化、后道加工困难、手感粗糙、织物泛黄、染浅 色色光不鲜艳等；该工艺对腈纶纤维进行高温长时间处理，不仅损伤纤维，且能耗高，为 了防止阳离子染料上染过快，需要加入大量缓染剂，但却影响纤维得色量。因此，有必要 研究毛腈混纺制品的低温染色技术。目前，部分企业已在尝试应用羊毛低温染色工艺进行 生产，但还是存在着染不匀、染不透和染色牢度低的问题。而腈纶低温染色技术国内外鲜 有报道。 本论文研究目的主要在于解决两大问题：一是阳离子染料8 0 - 8 5 c 下对腈纶纤维上染 率低的问题；二是羊毛低温染色存在的匀染性、透染性较差，染色牢度较低的问题，进而 实现毛腈混纺制品低温染色技术。 。 首先筛选出了可明显改善阳离子染料上染率的增塑剂( 苯甲醇和乙酸丁酯) 和用于制 备腈纶低温染色促进剂的最佳乳化剂( 优力乳) ；然后再研制了腈纶用低温染色促进剂的 最佳制各工艺：乙酸丁酯用量2 0 ( 相对乳液总量的体积比) 、乳化机转速1 0 0 0 0 r p m ，乳 ： 化剂用量1 7 6 ( 相对乳液总量的体积比) ，水用量7 8 2 4 ( 相对乳液总量的体积比) ，乳 化时间1 0 m i n 。 通过染色温度、染色时间和低温染色助剂用量等因素对阳离子染料上染率的影响研究， 根据所用低温染色助剂的不同，研制了两套腈纶低温染色工艺：低温染色助剂为苯甲醇 时，染色温度8 0 ，染色时间6 0 r a i n ，染浴p h 值4 - - 5 ，苯甲醇用量8 m l l ，浴比1 ：5 0 ； 低温染色助剂为自制的以乙酸丁酯为有效成分的低温染色促进剂时，染色温度8 5 c ，染 色时间6 0 m i n ，染浴p h 值4 5 ，促进剂用量3 0 m l l ，浴比1 ：5 0 。应用上述低温染色技 术对腈纶染色后，腈纶染色织物的色光保持不变，耐洗色牢度均达到4 - - - 5 级，耐摩擦色 牢度4 级，均基本达到了常规沸染的色牢度等级，且染色后腈纶纱线强力比常规染色时 有明显的提高。 - “_ - _ 蛳+ 通过对腈纶纤维使用光学显微镜、x r d 、t g 、d t g 等方法研究，结果发现：低温染 色助剂苯甲醇和自制促进剂分别在8 0 。c 和8 5 c 对腈纶纤维进行处理后，腈纶纤维均有显 著的溶胀作用，准结晶度也都有所降低，但其超分子序态结构并没有发生大的变化；低温 i 浙江理工大学硕士学位论文 染色助剂的处理对腈纶纤维的热稳定性均有一定的影响，但其影响幅度均比常规染色时的 小。 染色动力学研究表明：腈纶低温染色助剂苯甲醇和自制的低温染色促进剂分别在8 0 和8 5 染色时均能够提高阳离子翠蓝x g b 在腈纶纤维上的平衡吸附量、染色速率常数和 扩散系数，降低染料的半染时间。添加低温染色助剂后低温染色时的染色速率常数和染料 扩散系数远低于常规染色时的，同时，半染时间比常规染色时的明显延长，故可改善腈纶 染色产品的匀染性。 针对羊毛低温染色改善研究，本文首先筛选出了合适的毛用低温染色染料主要包括： l a n a s e t 黄2 r 、l a n a s e t 红g 、l a n a s e t 灰g 、l a n a s e t 兰2 r 、l a n a s e t 酱红b 、l a n a s e t 红2 b 。然后通过对移染性、透染性、色牢度以及染料上染率等染色性能的影响研究筛选出 了合适的羊毛低温染色助剂低温匀染剂r s 8 0 。低温匀染剂r s 一8 0 在8 5 染色时，除 了对l a n a s e t 系列染料染羊毛的上染率稍有影响外，其他各项染色性能基本能达到常规染 色效果，表现优良。 通过对毛n 混纺同浴低温染色的研究发现，羊毛低温匀染剂r s 8 0 对阳离子染料低温 染腈纶的上染百分率和染色后腈纶织物的k s 值影响不大；腈纶低温染色助剂苯甲醇或染 色促进剂均使l a n a s e t 染料的上染率和染色后羊毛织物的k s 值有一定幅度的提升，且自制 的促进剂比苯甲醇的提升幅度大；毛腈混纺制品同浴染色染液中各助剂有很好的相容性。 ： 因此，羊毛低温匀染剂r s 8 0 、苯甲醇和自制的促进剂均可以适用于毛腈混纺制品的低温 同浴染色，并在此基础上本论文设计出了毛腈混纺制品同浴低温染色的染色配方和染色工 艺。 关键词：腈纶；羊毛；低温染色；苯甲醇；乙酸丁酯；染色促进剂 s t u d y o nl o w t e m p e r a t u r ed y e i n go fw o o lia c r y l i cb l e n d a b s t r a c t t r a d i t i o n a ld y e i n gm e t h o do fw o o l a c r y l i cb l e n d sw a sc a r r i e do u tb yb o i l i n gd y e i n g h o w e v e r , i tu s u a l l yb r i n g so nt h ef i b e rd a m a g ea n dd y e i n gd e f e c t , s u c ha st h el o s so fw e i g h t , d e t e r i o r a t i o n o fm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o fw o o l ，t h ed i f f i c u l t i e so fa f t e r - p r o c e s s i n g ，r o u g h t o u c h ，f a b r i c y e l l o w i n ga n dg r a yo fc o l o rs h a d e ，a n ds oo n f u r t h e rm o r e ，i ta l s oh a dan e g a t i v ei m p a c ta n d l l i g he n e r g yc o n s u m p t i o nw h e nt h ea c r y l i cf i b e r sw e r et r e a t e da th i g ht e m p e r a t u r ef o ral o n gt i m e i no r d e rt op r e v e n tt h ed y e i n gr a t et o of a s t , l o t so f r e t a r d i n ga g e n t sw h i c hr e d u c e dt h ec o l o ry i e l d s h o u l db ea d d e d t h e r e f o r e ，i ti sn e c e s s a r yt os t u d yt h el o wt e m p e r a t u r ed y e i n gt e c h n i q u e so f w o o l a c r y l i cb l e n d s a tp r e s e n t ，l o wt e m p e r a t u r ed y e i n go fw o o lh a db e i n gp u ti np r a c t i c eb y s o m ef a c t o r i e s h o w e v e r , t h e r ea r es t i l lp r o b l e m so ft h el e v e l n e s s ，p e n e t r a t i o na n dc o l o rf a s t n e s s h o w e v e ra tp r e s e n t , t h e r e a p p e a r st ob el i t t l ei n f o r m a t i o ni n t h el i t e r a t u r ea b o u tt h el o w t e m p e r a t u r ed y e i n gt e c h n i q u e so fa c r y l i c t h em a i np u r p o s eo ft h i sp a p e ri st os o l v et w o m a j o rp r o b l e m s t h ef i r s tp r o b l e mi sl o wd y e u p t a k eo fa c r y l i cf i b e ra t8 0 8 5 c s e c o n d l y , w en e e dt os t u d yt h ep r o b l e mo fp o o rl e v e l i n g ， p e n e t r a t i o na n dc o l o rf a s t n e s sa tl o wt e m p e r a t u r ed y e i n gf o rw o o l ，t h u st oa c c o m p l i s hl o w t e m p e r a t u r ed y e i n gt e c h n o l o g yo fw o o l a c r y l i cb l e n d s f i r s t l y , t h ep l a s t i c i z e r s ( b e n z y la l c o h o la n db u t y la c e t a t e ) t h a tc o u l do b v i o u s l yi m p r o v et h e d y e u p t a k eo fc a t i o n i cd y e sw e r es e l e c t e d ，a n dt h eb e s te m u l s i f i e r ( y o ul ir u ) t h a tw a su s e dt o p r e p a r et h ea c r y l i cl o wt e m p e r a t u r ed y e i n ga c c e l e r a n tw a sd e t e r m i n e d t h e nt h eb e s tp r e p a r a t i o n p r o c e s so fa c r y l i cl o wt e m p e r a t u r ed y e i n ga c c e l e r a n tw a sd e v e l o p ：b u t y la c e t a t ed o s a g e2 0 ( t h e v o l u m ec o n t e n t c o m p a r et oe m u l s i o n ) ，e m u l s i f i e rs p e e d 10 0 0 0 r p m ，e m u l s i f i e r 1 7 6 ( t h e v o l u m ec o n t e n tc o m p a r et oe m u l s i o n ) ，w a t e rd o s a g e7 8 2 4 ( t h ev o l u m ec o n t e n tc o m p a r et o e m u l s i o n ) ，e m u l s i f i c a t i o nt i m e10 m i r l t h ee f f e c t so ft h ed y e i n gt e m p e r a t u r e ，d y e i n gt i m ea n dl o w t e m p e r a t u r ed y e i n ga g e n td o s a g e o nd y e u p t a k eo fc a t i o n i cd y e sw e r es t u d i e d b a s e do nd i f f e r e n tl o w t e m p e r a t u r ed y e i n ga g e n t s ， t h et w os e t so fa c r y l i cl o w - t e m p e r a t u r ed y e i n gw e r ed e v e l o p e d o n eo fd y e i n gp r o c e s sw a s d y e i n gt e m p e r a t u r e8 0 。c ，d y e i n gt i m e6 0 m i n , d y eb a t hp hv a l u e4 - - 5 ，t h ed o s a g eo fb e n z e n e i i i 浙江理工大学硕士学位论文 a l c o h o l8 m l l ，b a t hr a t i o1 ：5 0 t h ea n o t h e rd y e i n gp r o c e s sw a sd y e i n gt e m p e r a t u r e8 5 ， d y e i n gt i m e6 0 m i n , d y eb a t hp hv a l u e4 - - 5 ，t h ed o s a g eo fa c c e l e r a n t ( b u t y la c e t a t ea st h ea c t i v e i n g r e d i e n t ) 3 0 m l l ，b a t hr a t i o1 ：5 0 a f t e rd y e i n gu s i n gp r e v i o u sl o wt e m p e r a t u r ed y e i n g t e c h n i q u e s ，t h es h a d eo fd y e df a b r i c sr e m a i n e du n c h a n g e d , t h ec o l o rf a s t n e s st ow a s h i n gu pt o 4 5g r a d e ，t h ef a s t n e s st or u b b i n gi sn o tl e s st h a n4g r a d e b o t hc o u l dr e a c ht h eg r a d eo ft h a to f t r a d i t i o n a ld y e i n g a n dt h es t r e n g t ho fd y e da c r y l i cy a mh a db e e no b v i o u s l yi m p r o v e dt h a nt h a t o fc o n v e n t i o n a ld y e i n g b yu s i n go p t i c a lo m ，x r d ，t gd t g a n do t h e rm e t h o d s ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a tb e n z y l a l c o h o la n ds e l f - m a d ea c c e l e r a n th a ds i g n i f i c a n t l ys w e l l i n ge f f e c tt oa c r y l i cf i b e r s m e a n w h i l e ， t h eq u a s i c r y s t a l l i n eo fa c r y l i cb o t hh a da l s od e c r e a s e d b u ti t sa r r a n g e m e n ts t a t eo fh y p e r m o l e c u l a rs t r u c t u r ed i dn o tc h a n g e t h et h e r m a ls t a b i l i t yo fa c r y l i cf i b e r sh a dal i t t l ec h a n g ea f t e r t r e a t e db yl o wt e m p e r a t u r ed y e i n ga g e n t b u tt h ee x t e n to ft h ee f f e c tw a sl e s st h a nt h a to f c o n v e n t i o n a ld y e i n g t h es t u d yo nd y e i n gk i n e t i c ss h o w e dt h a tb o t hb e n z y la l c o h o la n dt h es e f t - m a d ea c c e l e r a n t c o u l di m p r o v ee q u i l i b r i u ma d s o r p t i o nc a p a c i t y , d y e i n gr a t ec o n s t a n t , d i f f u s i o nc o e d d i c i e n t , a n d d e c r e a s et h eh a l f - d y e i n gt i m ew h e nc a t i o n i cc o r o b ab l u ex - g bw a sd y e di na c r y l i cf i b e ra t8 0 c a n d8 5 c w h e nt h el o wt e m p e r a t u r ed y e i n ga g e n t sw e r eu s e df o rt h ed y e i n ga t8 0 ca n d8 5 0 ， t h ed y e i n gr a t ec o n s t a n ta n dd i f f u s i o nc o e d d i c i e n tw e r ef a rl o w e rt h a nt h a to fc o n v e n t i o n a l d y e i n g m e a n w h i l e ，t h eh a l f - d y e i n gt i m ew a so b v i o u s l yl o n g e rt h a nt h a to fc o n v e n t i o n a ld y e i n g s oi tc o u l di m p r o v et h el e v e ld y e i n gp r o p e r t yo fa c r y l i cf a b r i c a i m e da tt h ep r o b l e m so fw o o ll o wt e m p e r a t u r ed y e i n g ，s o m ed y e s t u f f st h a tw e r es u i t a b l e f o rl o wt e m p e r a t u r ed y e i n go fw o o lw e r es e l e c t e di nt h i sp a p e r , i n c l u d i n gl a n a s e ty e l l o w2 i l l a n a s e tr e dgl a n a s e tg r a ygl a n a s e tb l u e2 r , l a n a s e tb o r d e a u xb ，l a n a s e tr e d2 b t h e n a c c o r d i n g t o m i g r a t i o n , p e n e t r a t i o n , c o l o rf a s t n e s s ，a n dd y e - u p t a k e o fd y e s t u f f sa t l o w - t e m p e r a t u r ed y e i n g a p p r o p r i a t ea g e n tr s - 8 0w a ss e l e c t e dt oi m p r o v ed y e i n gp r o p e r t yo f w o o li nt h i sp a p e r e x c e p tf o rt h ed y e u p t a k eo fl a n a s e td y e si sr e d u c e dl i t t l ew h e nu s i n gr s - 8 0 ， o t h e rk i n d so fd y e i n gp r o p e r t i e sc o u l da c h i e v et h a to ft h ec o n v e n t i o n a ld y e i n g b ys t u d y i n go no n e b a t hl o wt e m p e r a t u r ed y e i n go fw o o l | a c r y l i cb l e n d s ，t h er e s u l ts h o w t h a tt h ee f f e c to fl o w - t e m p e r a t u r el e v e l i n ga g e n tr s - 8 0o nd y e - - u p t a k ea n dk sv a l u eo fa c r y l i ci s l i t t l e b o t hb e n z y la l c o h o la n dd y e i n ga c c e l e r a n tc o u l dp r o m o t et h ed y e u p t a k ea n dk sv a l u eo f 一 浙江理工大学硕士学位论文 二_ 二二= = 一一一一 l a n a s e td y e s a n dt h ep r o m o t i o no fs e l f - m a d ea c c e l e r a n ti sh i g h e rt h a nt h a to fb e n z y la l c o h 0 1 t h ea g e n t si nt h e o n e b a t ho fw o o l a c r y l i cb l e n di nt h el o w - t e m p e r a t u r ed y e i n gh a dg o o d c o m p a t i b i l i t y t h e r e f o r e ，w o o ll o w - t e m p e r a t u r el e v e l i n ga g e n tr s 8 0 ，b e n z y la l c o h 0 1a n d s e l f - m a d ea c c e l e r a n tc o u l db ea p p l i e dt oo n e - b a t hl o w - t e m p e r a t u r ed y e i n go fw o o l a c r y l i c b l e n dp r o d u c t s s ot h ed y e i n gr e c i p ea n dd y e i n gp r o c e s so fw o o l a c r y l i cb l e n d so n e b a t hl o w t e m p e r a t u r ed y e i n ga r ed e v e l o p e d k e yw o r d s ：a c r y l i c ；w o o l ；l o wt e m p e r a t u r ed y e i n g ；b e n z y la l c o h o l ；b u t y l a c e t a t e ；d y e i n g a c c e l e r a n t v 浙江理工大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第一章绪论l 1 1 羊毛和腈纶纤维的结构特点1 1 1 1 羊毛纤维的结构特点：l 1 1 2 腈纶纤维的结构特点2 1 2 羊毛和腈纶纤维的基本物理化学性能3 1 2 1 羊毛纤维的基本性能3 1 2 2 腈纶纤维的基本性能5 1 3 羊毛和腈纶的低温染色现状6 1 3 1 羊毛的低温染色现状6 1 3 2 腈纶的低温染色现状8 1 3 3 毛腈混纺低温染色现状8 1 4 目前毛腈低温染色中存在的问题9 1 5 本论文的主要研究目的、内容及意义1 0 第二章实验材料与方法j ：1 2 2 1 实验材料及染化药剂12 2 1 1 纱线及织物12 2 1 2 化学药剂12 2 1 3 染料二1 2 2 1 4 实验仪器。：一l 3 2 2 实验及测试方法l 14 2 2 1 羊毛纤维染色实验14 2 2 2 腈纶纤维染色实验l5 2 2 3 测试方法l5 2 3 腈纶低温染色动力学实验方法17 2 3 1 阳离子染料提纯17 2 3 2 染色配方17 2 3 3 上染速率曲线测定1 7 2 3 4 染料扩散系数的测定18 第三章结果与讨论1 9 3 1 腈纶低温染色的研究19 3 1 1 腈纶增塑剂的筛选】9 3 1 2 腈纶低温染色促进剂的制备。2 1 3 1 2 1 乳化剂的选择：21 3 1 2 2 乳化工艺的研制2 2 3 1 2 3 乳化剂对腈纶染色性能的影响2 3 浙江理工大学硕士学位论文 3 1 3 腈纶低温染色工艺的研制2 4 3 1 3 1 腈纶低温染色助剂与阳离子染液相容性研究2 4 3 1 3 2 染色温度对阳离子染料上染率的影响2 5 3 1 3 3 染色时间对阳离子染料上染率的影响2 6 3 1 3 4 腈纶低温染色助剂用量对染料上染率的影响2 7 3 1 4 低温染色助剂对腈纶染色质量影响研究2 9 3 1 4 1 助剂对腈纶织物色光稳定性的影响2 9 3 1 4 2 助剂对染后腈纶织物色牢度的影响3 0 3 1 4 3 助剂对腈纶纱线强力的影响3 2 3 1 5 腈纶纤维低温染色动力学研究3 2 3 1 5 1 阳离子染料的工作曲线一3 2 3 1 5 2 阳离子染料染色动力学参数的测定3 3 3 1 6 低温染色助剂对腈纶结构影响的研究一3 9 3 1 6 1 助剂处理后腈纶纤维的c d t 值3 9 3 1 6 2 助剂对腈纶纤维细度的影响4 0 3 1 6 3 助剂对腈纶准结晶度的影响4 0 3 1 6 4 助剂对腈纶热稳定性的影响4 2 3 2 羊毛低温染色工艺优化研究；4 4 3 2 1 毛用低温染色染料的筛选4 4 3 2 2 毛用低温染色助剂的筛选4 5 3 2 2 1 助剂对染料上染率的影响4 5 3 2 2 2 助剂对染料透染性的影响4 7 3 2 2 3 助剂对染料移染性的影响。4 9 3 2 2 4 助剂对染色织物色光的影响：。5 0 3 2 2 5 助剂对羊毛色牢度的影响。5 2 3 2 3 助剂对羊毛染色性能的影响5 3 3 2 3 1 低温匀染剂r s 一8 0 用量对染料上染率的影响5 3 3 2 3 2 低温匀染剂r s 一8 0 对羊毛纱线强力的影响5 4 3 3 毛腈混纺同浴低温染色研究5 4 3 3 1 毛腈混纺制品同浴染色染液中助剂相容性研究5 4 3 3 2 毛用低温染色匀染剂r s 一8 0 对腈纶低温染色的影响5 5 3 3 3 腈纶低温染色助剂对羊毛低温染色的影响5 6 3 3 4 毛腈混纺制品同浴低温染色工艺5 7 第四章结论：5 8 参考文献6 l 致谢6 4 攻读硕士学位期间发表的学术论文6 5 i i 浙江理工大学硕士学位论文 1 1 羊毛和腈纶纤维的结构特点 1 1 1 羊毛纤维的结构特点 第一章绪论 ( 1 ) 羊毛的形态结构 羊毛纤维的纵截面形态具是羊毛纤维具有天然卷曲，纵截面上有鳞片覆盖。羊毛纤维 的横截面形态因线密度而变化。细羊毛的截面近似圆形，长短径之比在1 - - - , 1 2 左右，粗羊 毛的截面呈椭圆形，长短径之比在1 1 - , 2 5 之间；死毛截面呈扁圆形，长短径之比达3 以 上【n 。 从羊毛纤维的形态结构来看，可把羊毛组织分为三层：即覆盖在毛干外面的鳞片层， 组成羊毛纤维主体的皮质层，有些羊毛纤维中心存在着髓质层。 鳞片层由片状角质细胞组成，是羊毛纤维的外壳。鳞片如鱼鳞或复瓦状相互至叠覆盖， 父根部附着于毛干，而梢部则伸出毛干表面，并指向毛尖。各种羊毛的鳞片大小基本上相 近；但鳞片在毛干上的覆盖密度，却因羊毛品种和粗细，存在着较大的差异，从而鳞片的 可见高度和鳞片层的总厚度也并不一样。一般细羊毛鳞片的可见高度低于粗羊毛，鳞片层 的总厚度则较粗羊毛为大。鳞片本身又可分为表层、外层和内层。鳞片表层是鳞片细胞的 胞膜，胞膜之间由胞间物质紧紧粘结。鳞片表层主要是含胱氨酸量达1 2 的蛋白质，化学 性质稳定。鳞片外层厚约o 3 微米左右，但结构并不是均匀的，其外部的胱氨酸含量很高， 结构较为稳定，有保护毛干的作用，但外层属非结晶结构。鳞片内层的胱氨酸含量却很低， 化学稳定性较差。 皮质层为羊毛的主体，是决定羊毛物理、机械和化学性能的主要部分它由纺锤形细胞 所组成。 髓质层是由结构疏松并且内部充有空气的薄膜细胞所组成。细胞之间的联系很弱，因 而含髓质多的羊毛，其弹性和强力皆较低1 2 1 。 ( 2 ) 羊毛的化学结构i 3 】 羊毛的化学组成主要是角朊，它是由多种氨基酸缩合而成的链状大分子，组成角朊 的元素有：碳、氢、氧、氮、硫等，角朊大分子可用下式表示： 一n h c 卜卜- c o n h c h c o n h c 卜卜_ c o l l i r 1 r 2r 3 浙江理工大学硕士学位论文 r 1 、r 2 、r 3 代表不同的氨基酸，据分析约有近二十种，其中大部分氨基酸含有一个 氨基和一个羧基。也有含两个氨基的氨基酸( 精氨酸和赖氨酸) ，含两个羧基的氨基酸( 天 门冬氨酸和谷氨酸) 。 某些氨基酸在角朊主链之间形成横向联结，如胱氨酸键、盐式键、氢键，因而是角朊 大分子形成网状结构，羊毛角朊大分子的网状结构在空间是三维结构的。羊毛角朊含有能 电离的酸性基和碱性基，所以它能与适量的酸和碱结合。据测定羊毛角朊的等电点为4 2 4 8 。 1 1 2 腈纶纤维的结构特点 ( 1 ) 腈纶的形态结构 用通常的圆形纺丝孔纺制所得的聚丙烯脂纤维，它的截面随纺丝方法的不同而异。在 光学显微镜下观察到的湿纺聚丙烯腈纤维的截面基本上是圆形的，有微小空隙，而干纺的 则为花生果形。聚丙烯腊纤维的纵向一般都较粗糙，似树应状翻。 。 腈纶形态结构的另一个重要特点就是在纤维内部存在有空穴结构，初生丝中，空穴比 较显著，拉伸后空穴变小。空穴的大小和多少对纤维的机械性能、染色性能影响很大，空 穴的存在肯定会使机械性能变差，但空穴能帮助染料向纤维内部渗透。也正因为有空穴的 存在，所以，在合成纤维中，腈纶的密度比较小，只有1 1 7 9 c m 3 。纤维的组成、纺丝成形 条件对微隙的存在状态影响很大，例如，由丙烯腈与丙烯酸甲酯共聚的腈纶，微隙粒径尺 寸的分布峰值为1 0 0 r i m ；由丙烯腈均聚物及丙烯腈、丙烯酸甲酯、乙烯苯磺酸盐三元共聚 的腈纶，峰值为4 0 n m ；由丙烯腈与乙烯单磺酸盐共聚的腈纶，峰值为1 0 r i m 。随凝固温度 的降低，腈纶结构将趋于均匀，并只显示有较小的微隙”】。 ( 2 ) 腈纶的化学结构 ， 腈纶实际生产中，丙烯腈含量最多，在9 0 以上。通常将丙烯腈称为第一单体，其对 纤维的化学、物理和机械性能起主要作用。丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯等 脂类物质为第二单体，这些单体的取代基极性较氰基弱，基团体积大，可以减弱聚丙烯腈 大分子间的作用力，使纤维分子链段在湿热条件下更易绕动，利于染料分子进入纤维内部。 第三单体是带有酸性或碱性基团的单体，如丙烯磺酸钠、对甲基丙烯酰胺苯磺酸钠、苯乙 烯磺酸钠、衣康酸，使腈纶纤维在水溶液中带负电，可用阳离子染料染色，而加入如丙烯 基二甲胺等单体的腈纶在水溶液中带正电，用酸性染料染色。表1 1 列举了一些主要腈纶 的商品名称及其化学组分。 2 浙江理工大学硕士学位论文 表1 1 几种主要腈纶的商品名称及化学组成1 1 商品名称化学组成 腈纶( 兰州产品) 腈纶( 金山产品) 爱克斯纶( 日本) 奥论4 2 ( 美国) 阿克利纶( 美国) 开司米纶( 日本) 特拉纶( 西德) 丙烯腈，丙烯酸甲酯，衣康酸钠盐 丙烯腈，丙烯酸甲酯，丙烯磺酸钠 丙烯腈，丙烯酸甲酯，甲基丙烯磺酸钠 丙烯腈，丙烯酸甲酯，苯乙烯磺酸钠 丙烯腈，醋酸乙烯酯，乙烯吡啶 丙烯腈，丙烯酸甲酯，异丁烯磺酸钠 丙烯腈，甲基丙烯酸酯，甲基丙烯磺酸钠 目前国内生产的腈纶，基本上都是三元共聚物，丙烯腈是第一单体，第二单体多采用 丙烯酸甲酯，含量约5 - - 1 0 ，第三单体为丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠或衣康酸单钠盐， 含量约1 - - - 3 ，三种单体在共聚物分子链中随机排列。其结构示表示如下： 或 c o o h j c h 厂( f 卜c h 厂彳h 弋h 2 弋一 c n c o o c h 3c h 2 c o o n a c h f ( 卜七h 厂( f h _ c h l h c n o o c h 3c h 2 s 0 3 n a 第一单体第二单体第三单体 ( 丙烯腈)( 丙烯酸酯)( 衣康酸单钠盐或丙烯磺酸钠) 1 2 羊毛和腈纶纤维的基本物理化学性能 1 2 1 羊毛纤维的基本性能 ( 1 ) 羊毛纤维的物理性能1 4 j 羊毛是由角质素组成的一种有机物，角质素是由最小的结晶组成，其分子排列是有规 律的。羊毛具有优异的吸收水分和保持水分的性能。在潮湿状态下，能自行散热，导热性 能低，导电性能良好，在天然纤维中相对密度较小。 1 ) 细度细度越细的羊毛，纺成的毛纱强力越大，纱线中截面根数也越多。纤维 抱合力增大，可纺的毛纱支数也越高，毛纱的条干均匀度也越好。羊毛吸湿时，纤维直径 3 浙江理工大学硕士学位论文 增大，放湿时，纤维直径减小。 2 ) 卷曲度其他纺织纤维是没有卷曲的，这是羊毛的种特性。羊毛的卷曲对大多数 羊毛的缩绒性能起一定的作用。 3 ) 长度羊的种类决定羊毛的长度。这与遗传基因有关。细羊毛( 美利奴种) 平均长度 为5 0 - - 9 0 m m 。粗羊毛的平均长度为1 5 0 , 2 0 0 m m 。 4 ) 强力羊毛的强力也与细度有关。羊毛的强力不如真丝、棉、麻。强力是羊毛机械 性能的主要指标。纬纱的强力要求较低于经纱。 5 ) 弹性与伸长羊毛纤维的特性之一是具有良好的弹性，受外力能改变形状，除去外 力能恢复原来的形状。羊毛的伸长是由于受到张力所致，除去拉伸力，在普通湿度下不能 恢复到原来长度。 6 ) 刚性刚件是指羊毛的抗扭与抗弯强度，它与弹性也有关。刚性随湿度增加而降低， 因此毛纺车间应控制温湿度。相对湿度7 0 8 0 ，保持有1 5 1 8 的回潮率，以提高 纺纱性能。 7 ) 缩绒性它是羊毛纤维的最重要特性。缩绒性的形成与羊毛鳞片结构有关。羊毛鳞 片方内性移动产生的摩擦效应在一定水、摩擦、温度、助剂作用下使羊毛收缩形成紧密组 织。 。 8 ) 吸湿性与回潮率羊毛从空气中吸收水分与排出水分的能力称为羊毛的吸湿性。羊 毛吸收利含有的水分对羊毛绝对干燥重量的百分比，称为羊毛的回潮率。羊毛的吸湿含湿 量是根据羊毛原有重量为计算基础，而回潮率是根据烘干后的重量为基础。各地区的气候 条件不一样，自然回潮率也不一样。我国羊毛的公定回潮率：细羊毛为1 6 ，粗羊毛为 1 5 。 9 ) 羊毛的可塑性羊毛在沸水中，可完全失去刚性，单纤维可拉长1 0 0 ，这说明水 和温度可增加羊毛的可塑性，增加温度会降低纤维强力，但使伸长率增加。利用水和不同 的温度都会产生羊毛定形，只是当温度超过定形的温度，将发生羊毛纤维变形。 1 0 ) 相对密度羊毛的相对密度通常在1 3 0 4