紡液著色加工技術具有節省人力、減少物料消耗、節省能源等優點,同時成品纖維的各項性能均較為優異。目前國內應用於粘膠紡液著色的著色劑主要是顏料,但僅適用於粘膠短纖維紡液著色,不能用於粘膠長絲紡液著色加工,主要原因是:顏料顆粒較大、形狀不規則、易集聚,紡絲過程中色漿易變色,耐酸、耐堿性差,可紡性差,而且顏料易粘附在管路、噴絲頭處等。

與顏料相比,染料具有色澤鮮豔、透明性好,能溶解在纖維聚合物中,不會堵塞紡絲噴頭等優點,同時成品纖維的著色更均一,色光也更純淨。因此,研究以染料作為著色劑進行粘膠的紡液著色加工,具有重要的生產價值和現實意義。

在粘膠纖維的製備工藝中,都有強酸強堿的條件,而一般的染料都會在該過程中產生水解或者異構化,致使其不能應用於粘膠的紡液著色生產。但是,還原染料在應用時,先是在堿性條件下,經還原劑還原成可溶性的隱色體鈉鹽,上染染色基質後,再經氧化劑氧化而固著,說明還原染料具有較好的耐強酸、強堿性能。還原染料的“還原-氧化”這一特殊的應用方式,為其應用於粘膠的紡液著色生產,提供了理論的可能性。

本文首先研究了不同還原染料應用於粘膠紡液著色紡絲加工時的色光穩定性,討論分析了高濃度堿劑、帶堿氧化以及皂洗等工藝條件對還原染料色光穩定性的影響。通過實驗可知,還原藍BC、還原大紅R、還原灰BG、還原金黃RK、還原棕R等還原染料,在高濃度堿劑、帶堿氧化等加工條件下會產生不可逆的色光變化,而且變化程度較大,使得這些染料均不能以“還原－氧化”方式應用於粘膠的紡液著色加工,而還原橄欖綠B、還原灰M等染料受高濃度堿劑、帶堿氧化等因素的影響較小,色光較為穩定。因此,在還原染料應用於粘膠紡液著色加工時,必須先進行篩選。

其次,本文選用能以“還原－氧化”方式應用於粘膠紡液著色的8種還原染料,以粘膠紡液著色模擬染色法為基礎,進行了還原染料兩元拚染中性色的研究。由實驗可知,利用褐色、灰色和橄欖色為主色係,與紅色、橙色、黃色、藍色、紫色等5個輔色係進行兩元拚色,基本可以實現對中性色的拚染。

最後,針對還原藍RSN等不能以“還原－氧化”方式應用於粘膠紡液著色工藝的還原染料,本文還進行了還原染料顏料化的研究。以還原藍RSN為代表,采用隱色體氧化法對其進行顏料化,研究討論了分散劑種類、分散劑濃度、研磨氧化時間等因素對顏料化效果的影響,同時比較了不同染料濃度顏料化效果的差異。

通過實驗可知,對還原藍RSN進行顏料化後,其粒徑可以達到甚至低於0.5μm的水平,滿足粘膠紡液著色加工時對著色劑的粒徑要求,可以應用於粘膠的紡液著色紡絲加工,這將擴大紡液著色加工時對色彩的選擇範圍。