Хімічні властивості та механізм фарбування акрилової пряжі

1. Молекулярна структура акрилової пряжі

Акриловий, науково відомий як поліакрилонітрил (PAN) - це синтетичний полімер, утворений з акрилонітрильних мономерів за допомогою полімеризації вільних радикалів.

Основний молекулярний ланцюг складається з вуглецю - структури вуглецевого зв’язку, з високополярними нітрилами (- CN), прикріпленими до бічних ланцюгів.

Ця унікальна функціональна група надає чудову хімічну резистентність та стабільність кислот, окислювачів та органічних розчинників.

Крім того, групи - CN ефективно поглинають УФ -світло, що призводить до відмінної легкої швидкості та стійкості до вицвілення навіть після довгого - Термін на відкритому повітрі.

Крім того, сильні міжмолекулярні сили, висока орієнтація та висока кристалічність сприяють силі та стійкості до стирання акрилу.

Однак висока кристалічність та гідрофобна природа ускладнюють традиційну воду - розчинні барвники (наприклад, прямі та кислотні барвники) проникати у волокно, що призводить до низької спорідненості барвника, головної перешкоди для фарбування.

Щоб подолати це обмеження, промислово вироблені акрилові нитки, як правило, модифікуються за допомогою сополімеризації.

Вводячи вторинний або третинний мономер, такий як метилакрилат, метакрилат натрію, сульфонат або вініл -піридин, регулярність макромолекулярної ланцюга може бути ефективно порушена, зменшуючи кристалічність.

Крім того, полярні або іонні групи (такі як карбоксил, сульфонова кислота або піридил), здатні зв'язувати барвники, вводяться в волокно, значно посилюючи адсорбцію барвника та покращуючи його дифузію всередині волокна, забезпечуючи структурну основу для подальшого барвника.

2. Механізм фарбування

Фарбування акрилової пряжі - це фізико -хімічний процес, де переважає іонний зв’язок.

Модифіковані акрилові волокна, як правило, містять певну кількість аніонних груп (наприклад, групи сульфонової кислоти - so₃h).

Ці групи іонізують у воді, щоб утворити - so₃⁻, утворюючи негативно заряджені сайти барвника.

Тому катіонні барвники (раніше відомі як основні барвники) використовуються в першу чергу в фактичному фарбуванні.

Ці барвники дисоціюють у воді, утворюючи позитивно заряджені катіонні піонки.

Під час фарбування в умовах відповідної температури та рН катіонів барвника мігрують на поверхню волокна за допомогою кулонівського притягання та піддаються сильній електростатичній адсорбції до аніонних ділянок, таких як - so₃⁻.

Цей процес відповідає моделі адсорбції ізотерми Langmuir.

Потім молекули барвника дифундуються далі в аморфні області волокна, в кінцевому рахунку утворюючи сильний іонний зв’язок і завершуючи процес фарбування.

Весь процес фарбування надзвичайно температура - чутлива і часто повинна здійснюватися над температурою скляного переходу (TG) для сприяння руху волоконного ланцюга та дифузії барвника.

Додавання електролітів (наприклад, Na₂So₄) також може сповільнити фарбування, запобігаючи нерівномірному фарбуванню, спричиненому надмірним фарбуванням через конкурентну адсорбцію.

Тому через механізм їх фарбування катіонні барвники є кращим вибором для фарбування акрилових волокон.

У фактичному виробництві необхідні систематичний контроль рН алкогольної напою, початкову температуру фарбування, графік нагріву та допоміжне дозування для досягнення високого поглинання барвника, рівномірних результатів фарбування та забезпечення хорошої швидкості кольору.