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尼龙6(PA6)/低密度聚乙烯(LDPE)海岛纤维非织造布通过浸渍聚氨酯浆料、湿法凝固和甲苯(TOL)减量,可以得到由PA6超细纤维和微孔聚氨酯填充体构成的复合材料,主要用来生产超细纤维合成革。由于PA6超细纤维具有很大的比表面积,聚氨酯填充体具有贯通的微孔结构,二者的结构和染色性能差异较大。因此,PA6超细纤维/聚氨酯复合材料的染色不均匀、染色牢度低,染料用量大,并会产生大量的染色废水,成为该领域的技术难题。 针对上述技术难点,实验采用非离子表面活性剂(YDA)作为匀染剂,弱阳离子表面活性剂(MDA)作为增深剂,阴离子表面活性剂(TDA)作为渗透剂,多金属醋酸盐(SLA)作为的固色剂,通过各种助剂之间的协同作用,有效地提高了PA6超细纤维/聚氨酯复合材料的匀染性和染色牢度,染料的上染率可以达到95%,实现了PA6超细纤维/聚氨酯复合材料高吸收染色的目标。 实验分别采用二甲基甲酰胺和甲酸处理PA6超细纤维/聚氨酯复合材料,得到了PA6超细纤维和微孔聚氨酯填充体,并对二者的微观结构和染色性能进行了研究。研究结果表明,PA6超细纤维具有交织的三维结构,聚氨酯填充体具有贯通的微孔结构;在同样的染色条件下,PA6超细纤维的染色深度和牢度明显高于聚氨酯填充体,这是导致PA6超细纤维/聚氨酯复合材料匀染性差、染色牢度低的主要原因。 实验以YDA、MDA和TDA为主要染色助剂,采用染料先渗透后固定的水浴异步染色法,研究了PA6超细纤维/聚氨酯复合材料的染色,优化了助剂的用量和配比。研究结果表明,以PA6超细纤维/聚氨酯复合材料的质量为基准,最优的染色工艺为:YDA1.0%、MDA1.5%、TDA0.5%、乙酸1%、染料3%~5%、浴比1:15、染色温度95℃、匀染时间为60min、固色时间为30min。 实验采用水浴异步染色法,分别研究了多金属醋酸盐(SLA)、聚季铵盐化合物(DUR)、封闭型阳离子水性聚氨酯(ZH)、芳香族磺酸基高分子化合物(OD)的固色作用。研究结果表明,SLA主要通过氢键、配位反应和沉淀作用将染料固定在PA6超细纤维/聚氨酯复合材料上;固色后复合材料光泽度增加。当SLA用量0.4%、固色温度80℃、固色时间40min时,复合材料湿擦牢度可达到3.5级,干擦牢度可达到4.5级以上,能够满足制品的染色要求。 实验采用水浴异步染色法,初步探讨了PA6超细纤维/聚氨酯复合材料的水浴异步染色机理。上染速率曲线表明,染料在高pH下充分渗透,在低pH下被充分固定,不存在染料在两种组份上的竞争上染现象,匀染性和渗透性良好,染料上染率可达95%。染料等温吸附曲线表明,染料的上染符合Langmuir-Nernst二元吸附规律;当染料用量小于5%时,染料有很好的提升性和显色性。热重分析和力学性能检测表明,采用水浴异步染色法对PA6超细纤维/聚氨酯复合材料的热稳定性和力学性能变化不大,适用于工业化的生产。 综上所述,实验研究结果为PA6超细纤维/聚氨酯复合材料的染色提供了新的染色方法和理论依据,解决了染色不均匀、染色牢度差和染色污染大的关键技术问题。