神奇的氨纶

神奇的氨纶---刘坚目录氨纶解析认识氨纶氨纶性能思考氨纶染色一、认识氨纶1、氨纶的化学结构及组成氨纶是聚氨酯弹性纤维的简称。主要化学组织是聚氨基甲酸酯，由二元醇与二异氰酸酯经聚合反应而得的嵌段共聚物，再经纺丝而成的纤维。根据氨纶结构中的二元醇分为聚醚二醇和聚酯二醇，聚氨酯纤维分为聚醚类和聚酯两类。这种含聚氨基甲酸酯大于85%的具有嵌段结构长链型高分子化合物组成的纤维，具有特殊的超分子结构，是氨纶高弹性和高延伸度的弹性基础。2、化学合成OCNRNCO+HOOH+OCNRNCOOCNRNHCOOOCNHRNCOOH2NR‘NH2O预聚体扩链剂CONRNCNR'NOCONRNCOOHHHHHH分子量:20000~500003、基本组成二醇化合物链段氨基甲酸酯结构脲基结构脲基结构氨基甲酸酯结构二醇化合物链段OCONRNCNR'NOCONRNCOOHHHHHH聚合物由脲基结构的硬链段通过氨基甲酸酯基(一NHCO—O一)与软链段（二元醇或二元氨化合物链段）交替相接的大分子。在这类聚氨酯弹性体中，氨基甲酸酯自身仅起一种辅助性的连接作用。生成的“聚脲氨基甲酸酯”由于脲基间可形成很多较强的氢键结合，使聚合物有很高的强度、模量和耐磨性。由于一NH—CO—NH一基团耐热稳定性差，通常不能用熔体纺丝。4、聚集态结构二、氨纶性能1、热性能软链段组成的无定形区，常温下分子链是卷曲的，玻璃化温度很低。聚醚型氨纶Tg=-50～-70℃.聚酯型氨纶Tg=25～45℃所以氨纶常温下就处于高弹态，聚酯型的氨纶较聚醚型的硬，一般说来氨纶在20～40℃时弹性最好，150℃短时间处理，氨纶不受到损伤，190℃以上处理，纤维损伤，熔融甚至断裂。2、弹性氨纶由柔性链段和刚性链段交替组成，硬链段整齐排列，形成结晶,结晶状态的硬链段不易滑动,起结点作用。软链段分子链未受到外力作用时，成松弛状态,受到外力作用时，由于分子链间作用力很小，产生伸长。当纤维伸长至200%时，软链段被拉直,当去除外力时，软链段分子间作用力小，被拉伸的分子链回缩到松弛状态，表现出高弹性。3其他性能A、氨纶的化学稳定性一般较好，对氧稳定，也较耐酸，一般来说，氨纶只能在稀的过氧化物溶液中漂白，或进行还原漂白，而不耐含氯漂白剂，在次氯酸盐溶液中会形成氮-氯结构而使氨纶损伤，聚醚型损伤更加严重；B、有加改性剂多胺化合物的氨纶，具有吸酸的能力，吸酸后会溶胀，染色时需要注意布面规格的变化；C、聚酯型的氨纶不耐强碱，在热碱溶液中快速水解降解；D、氨纶容易吸收空气中的氧化氮废气，从而使分散染料染色织物发生烟熏褪色；E、一般的有机溶剂对氨纶作用不大，在加热条件下环己酮、二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基乙酰胺(DMAC)能使氨纶溶解，此法可用于测试弹力面料氨纶含量；三、氨纶染色1、通过氨纶分子结构式可以看出：a、氨纶分子中基本不具有离子基和强亲水性基团，而具有较多的疏水性亚甲基(CH2)n和较少的芳基，所以氨纶是一种疏水性纤维；b、氨纶大分子中含有较多的脲基、氨基甲酸酯基，此外还具有较多醚基(聚醚型)和酯基(聚酯型)，这些基团和染料有关基团发生偶极力、氢键结合；二醇化合物链段氨基甲酸酯结构脲基结构脲基结构氨基甲酸酯结构二醇化合物链段OCONRNCNR'NOCONRNCOOHHHHHHc、氨纶的嵌段共聚结构在纤维中的分布是不均匀的，硬链段极性基团较多，结构紧密，大部分是结晶性的，染料分子较难进入。软链段结构松弛，染料分子容易进入，但结合能力差；d、有些氨纶为改善染色性能，加入扩链剂或添加剂，分别用酸性染料和活性染料染色；由以上可知，氨纶可用酸性染料、中性染料、酸性媒染染料和分散染料染色，从结构上分析最适合氨纶染色的是分散染料，它既可和氨纶中的非离子极性基团通过氢键、偶极力结合，也可以通过色散力和氨纶的疏水组分结合。2、氨纶染色中的问题a、涤氨织物染色后，氨纶沾分散染料严重，还原清洗后很多会变暗黄，不同染料色变情况不一样，不仅浪费染料，还会降低色牢度，而且还原清洗后氨纶颜色的改变，影响面料的使用，特别是针织面料，布面被撑开后容易出现氨纶漏色的问题。b、尼龙弹力面料基本所有酸性染料对氨纶都会沾色，如果使用对氨纶沾色程度不一样的染料混拼，可能由于氨纶对染料沾色情况不一致而造成氨纶漏色，甚至产生底面色；其次由于酸性染料对氨纶染色性能较好，但会影响面料的色牢度，并且氨纶丝含油较多，前处理除油不净易造成拒染而出现白斑。c、棉弹力面料用活性染料染色，活性染料对氨纶基本不上色，所以棉弹力面料染黑色等深色后，布面拉开，氨纶容易露白，若客户有相关要求，在后道皂洗的过程中加入少量的分散染料，用以沾染氨纶，防止氨纶露白，但需要控制用量，以免对面料色牢度造成影响。3、氨纶特殊染色法原样染料0.05%染料0.08%染料0.1%a、涤纶针织弹力面料，为了预防深色还原清洗后，氨纶漏黄或漏红，可通过助剂对氨纶进行改性，并在染浴中添加少量尼龙用活性染料，然后活性染料上染氨纶后，还原清洗过程中并不会掉落，能够很好的遮盖氨纶，并且对色牢度没有影响。实验结构如下图：主要机理：两性性质的改性剂，在一定温度下渗透进入氨纶大分子的结晶区。在酸性条件下，氨纶结晶区的酰胺基带正电荷，与非离子助剂的阴离子基团形成离子键结合，而后阳离子基团则能形成较强的正电荷，能够与阴离子性质的活性染料发生共价键结合，形成的结合体较为稳定和牢固。二醇化合物链段氨基甲酸酯结构脲基结构脲基结构氨基甲酸酯结构二醇化合物链段OCONRNCNR'NOCONRNCOOHHHHHHCH3C12H25N+CH2COO-Na+CH3