【集萃網(wǎng)觀察】納卡纖維是聚丙烯腈纖維表面經(jīng)納米處理后獲得的纖維，由于引入了兩性型功能基團，其中親水性功能基團使纖維吸濕放濕性有了很大提高，回潮率比常規(guī)腈綸高118%，性能更接近于天然纖維，親膚性好，同時手感也變得極其滑爽，柔軟度可以同山羊絨相媲美，因而被廣泛地使用于混紡原料，對于提高紡織制品的柔軟性、膨松性、豐滿度、彈性具有極其重要的意義。

　　納卡纖維的結(jié)構(gòu)有別于常規(guī)腈綸纖維，因而染色性能和常規(guī)纖維相比有很大的不同。目前國內(nèi)已開始采用納卡纖維進行產(chǎn)品開發(fā)，而針對納卡纖維染色性能的研究國內(nèi)尚未見有相關(guān)報道。為了更具體準確地了解這種新型纖維的染色性能，本文對其陽離子染料染色飽和值、染色速率、上染速率和色牢度進行了測試與分析，為紡織品加工和產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

　　1 實驗部分

　　1.1 材料及儀器

　　1.1.1材料

　　納卡纖維（0.167tex×38mm）：品德實業(yè)（太原）有限公司；腈綸纖維（0.167tex×38mm）：吉林化纖；Astrazon藍 FRR（德國拜耳）；醋酸（市售）；醋酸鈉（市售）；元明粉（市售）；緩染劑A。

　　1.1.2 實驗儀器

　　染色小樣機（靖江市新旺染整設(shè)備廠）；721型光電分光光度計（上海第三分析儀器廠）；恒溫烘箱（天津市泰斯儀器有限公司）；TP電子天平（上海天平儀器廠）；酸度計（上海雷磁儀器廠）；Y571B型摩擦牢度儀（溫州市大榮紡織標準儀器廠）；SW12型皂洗牢度儀（萊州市電子儀器有限公司）。

　　1.2 實驗方法

　　1.2.1 納卡纖維染色飽和值Sf的測定

　　Sf是100克纖維在一定條件下所能吸附分子質(zhì)量為400的染料（孔雀綠）的最大克數(shù)。采用721型光電分光光度儀測定染色殘液的吸光度來計算納卡纖維染色的飽和值。

　　配方: Astrazon藍 FRR 10%；元明粉 5%；醋酸 4%（pH4.5）；醋酸鈉 1%；浴比 1:100。配制300mL染液，取100mL作標準液（比色用），200mL放入小樣機用于染色，將2g納卡纖維樣用蒸餾水浸透，放入樣機染色。

　　染色工藝：70℃入染，1℃/min升溫至沸，染4h。染后將染色殘液倒在200mL的容量瓶中，用蒸餾水補足至200mL，使用分光光度計進行比色。

　　染料的最大吸收波長為630nm，取此附近6個波長測光密度和透光率，結(jié)果取平均值。Sf按下式計算：

　　×10%×1.25

　　式中： ——為染后殘液光密度的平均值；

　　——為標液的光密度平均值；

　　10%——標液的濃度；

　　1.25——Astrazon藍換算為標準染料分子量的換算比值。

　　1.2.2 染色速率V的測定

　　用已知染色速率的吉化腈綸纖維和納卡纖維樣品做染色對比測驗，兩種纖維的線密度相同。采用如下配方及工藝:

　　Astrazon藍FRR 2.0%；醋酸（60%）1.5%；在浴比1:30、溫度95℃、pH=4.5條件下，進行同浴染色，直至染料吸盡。用目光觀測，纖維色澤相同，則兩者染色速率相同。差別大于20%，另選一種已知染色速率的腈綸纖維重復(fù)試驗后，即可確定。

　　1.2.3上染百分率的測定

　　用一缸殘液比色法進行測定，按染料1%、醋酸3%調(diào)pH值為4.5、元明粉10%、緩染劑A 0.5%配制染液500mL，取100mL作標準液，余者放在一只染缸內(nèi)升溫至40℃，投入8×1g散纖樣（浴比1：50），按升溫速率1℃/min染色，染色時間120min，每隔15min取出一份樣品及一份供比色用的染液，依次取8個樣。要注意保持染色過程中的浴比。用目光觀測纖維的染色深度，同時按下式計算：

　　×100%

　　式中： 　　　　　　 ——殘液的光密度； ——標液的光密度。

　　1.2.4 染色牢度的測試

　　耐摩擦牢度：按GB/T 3921—1997（ISO105-X12:1993）《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》試驗方法分別對腈綸纖維絨線織片和納卡纖維絨線織片進行測試；耐洗牢度：按GB/T 3921—1997（ISO105-C03:1989）試驗方法分別對腈綸纖維絨線織片和納卡纖維絨線織片進行測試。

　　2 分析與討論

　　2.1 染色飽和值Sf

　　纖維染色飽和值表示纖維吸附染料最大能力，等于纖維上所有吸附位置都吸附了等量染料時的吸附量。吸附位置數(shù)量決定于纖維中酸性基團的含量。

　　按照1.2.1實驗方法進行測試，測得納卡纖維的Sf值為1.9，與改性前的Sf值2.3相比下降了20%。原因有二：①腈綸纖維染色，是通過庫侖引力吸附陽離子染料，發(fā)生定位吸附，納卡纖維由于引入了兩性型活性基團，占據(jù)了部分染座，染料分子不能與纖維中的所有酸性基團結(jié)合；②納卡纖維表面存在納米晶化層，使得纖維中的有些酸性基團染料不可及。

　　根據(jù)Sf值，可以制定合理的染色處方，用染料與緩染劑的f 值分別與該染料及緩染劑用量相乘，用它們的乘積之和與納卡纖維的Sf相比較，若小于Sf值，該處方是經(jīng)濟合理的。

　　2.2染色速率V

　　按照1.2.2實驗方法進行測試，測得納卡纖維的V值為2.2，與腈綸纖維的3.2相比，有了很大的降低。V值表示纖維吸附染料速率的高低。它決定于纖維的微結(jié)構(gòu)，形態(tài)結(jié)構(gòu)，比表面積等，和酸性基團的數(shù)量也有很大關(guān)系。染料的上染可分為染料向纖維表面吸附和染料向纖維內(nèi)部擴散兩個階段，納卡纖維由于引入了兩性型活性基團，Zeta電位差下降，吸附速率降低，使得纖維表面和內(nèi)部的染料濃度差減小，擴散速率也相應(yīng)降低。纖維表面形成的晶化結(jié)構(gòu)對染料擴散也有一定的阻礙作用，從而使得納卡纖維的V值較腈綸有所下降。

　　腈綸染色的最大問題是如何獲得勻染，V值是影響勻染的重要因素。V值按數(shù)值大小可劃分為三個區(qū)域，2.0以下為慢速，2.0~5.0之間為中速，5.0以上為快速。V值高的纖維，上色迅速，得色量較高，易染花。V值低的纖維，上色緩慢，得色量低。納卡纖維的V值屬中速。