纺液着色加工技术具有节省人力、减少物料消耗、节省能源等优点,同时成品纤维的各项性能均较为优异。目前国内应用于粘胶纺液着色的着色剂主要是颜料,但仅适用于粘胶短纤维纺液着色,不能用于粘胶长丝纺液着色加工,主要原因是:颜料颗粒较大、形状不规则、易集聚,纺丝过程中色浆易变色,耐酸、耐碱性差,可纺性差,而且颜料易粘附在管路、喷丝头处等。

与颜料相比,染料具有色泽鲜艳、透明性好,能溶解在纤维聚合物中,不会堵塞纺丝喷头等优点,同时成品纤维的着色更均一,色光也更纯净。因此,研究以染料作为着色剂进行粘胶的纺液着色加工,具有重要的生产价值和现实意义。

在粘胶纤维的制备工艺中,都有强酸强碱的条件,而一般的染料都会在该过程中产生水解或者异构化,致使其不能应用于粘胶的纺液着色生产。但是,还原染料在应用时,先是在碱性条件下,经还原剂还原成可溶性的隐色体钠盐,上染染色基质后,再经氧化剂氧化而固着,说明还原染料具有较好的耐强酸、强碱性能。还原染料的“还原-氧化”这一特殊的应用方式,为其应用于粘胶的纺液着色生产,提供了理论的可能性。

本文首先研究了不同还原染料应用于粘胶纺液着色纺丝加工时的色光稳定性,讨论分析了高浓度碱剂、带碱氧化以及皂洗等工艺条件对还原染料色光稳定性的影响。通过实验可知,还原蓝BC、还原大红R、还原灰BG、还原金黄RK、还原棕R等还原染料,在高浓度碱剂、带碱氧化等加工条件下会产生不可逆的色光变化,而且变化程度较大,使得这些染料均不能以“还原－氧化”方式应用于粘胶的纺液着色加工,而还原橄榄绿B、还原灰M等染料受高浓度碱剂、带碱氧化等因素的影响较小,色光较为稳定。因此,在还原染料应用于粘胶纺液着色加工时,必须先进行筛选。

其次,本文选用能以“还原－氧化”方式应用于粘胶纺液着色的8种还原染料,以粘胶纺液着色模拟染色法为基础,进行了还原染料两元拼染中性色的研究。由实验可知,利用褐色、灰色和橄榄色为主色系,与红色、橙色、黄色、蓝色、紫色等5个辅色系进行两元拼色,基本可以实现对中性色的拼染。

最后,针对还原蓝RSN等不能以“还原－氧化”方式应用于粘胶纺液着色工艺的还原染料,本文还进行了还原染料颜料化的研究。以还原蓝RSN为代表,采用隐色体氧化法对其进行颜料化,研究讨论了分散剂种类、分散剂浓度、研磨氧化时间等因素对颜料化效果的影响,同时比较了不同染料浓度颜料化效果的差异。

通过实验可知,对还原蓝RSN进行颜料化后,其粒径可以达到甚至低于0.5μm的水平,满足粘胶纺液着色加工时对着色剂的粒径要求,可以应用于粘胶的纺液着色纺丝加工,这将扩大纺液着色加工时对色彩的选择范围。