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2.2表征

2.2.1紅外光譜[4-5]

由圖6可知,超分散劑AFCONA-PF502在1733cm-1處是羰基的伸縮振動吸收峰.改性炭黑出現(xiàn)了幾個新的吸收峰(如1728、1562cm-1等),分別對應著超分散劑AFCONA-PF502的吸收峰(如1733、1595cm-1等),證實了炭黑表面上超分散劑AFCONA-PF502的存在.

改性炭黑即為超分散劑AFCONA-PF502質(zhì)量濃度9.4g/L，炭黑質(zhì)量分數(shù)2%的色漿體系經(jīng)過3h砂磨,色漿母液離心后移取的沉淀物，改性炭黑測試前需用DMAc進行多次沖洗，離心，以除表面上未吸附的超分散劑，最后低壓干燥。

另外,與超分散劑AFCONA-PF502的羰基峰(1 733cm-1)比較,改性炭黑上的超分散劑AFCONA-PF502羰基峰(1 728 cm-1)向低波數(shù)方向移動,原因是超分散劑的羰基官能團與炭黑表面上的羥基形成氫鍵,導致羰基的鍵力常數(shù)降低,吸收頻率移向低波數(shù)方向.通過化學吸附結(jié)合,超分散劑能夠牢固吸附于炭黑表面上,防止助劑脫附,因此色漿體系的分散穩(wěn)定性能較好.羰基峰(1733cm-1)比較,改性炭黑上的超分散劑AFCONA-PF502羰基峰(1728cm-1)向低波數(shù)方向移動,原因是超分散劑的羰基官能團與炭黑表面上的羥基形成氫鍵,導致羰基的鍵力常數(shù)降低,吸收頻率移向低波數(shù)方向.通過化學吸附結(jié)合,超分散劑能夠牢固吸附于炭黑表面上,防止助劑脫附,因此色漿體系的分散穩(wěn)定性能較好.

2.2.2掃描電鏡(SEM)[6-8]

由圖7可以看出,經(jīng)過1min砂磨的色漿體系中炭黑粒子之間形成團聚,產(chǎn)生嚴重的絮凝現(xiàn)象,顏料粒子粒徑很大,分散穩(wěn)定性能差;而經(jīng)過3h砂磨的色漿體系中炭黑粒子可以很好地分散,未出現(xiàn)團聚及絮凝現(xiàn)象,并且粒子粒徑達到納米級(約500nm),表現(xiàn)出良好的分散穩(wěn)定性能.由此可知,砂磨時間對炭黑的分散起到重要的作用.

2.3原液著色劑的應用效果

纖維原液著色生產(chǎn)工藝的基本流程:原液著色劑的調(diào)配→原液著色劑與紡絲液的混合→有色混合液的脫泡→過濾→紡絲→顏料著色纖維,其中顏料著色纖維中的顏料含量約占纖維干基質(zhì)量的3%.按照上述工藝對腈綸纖維進行著色,測試纖維各項性能.

2.3.1物理機械性能

由表2可以看出,炭黑原液著色的腈綸纖維斷裂強度比未著色纖維大,可能是經(jīng)過砂磨粉碎后的炭黑粒子粒徑小,可以很好地與紡絲液混合均勻,連續(xù)存在于纖維體系中,對纖維體系起到良好的增強作用,這種作用可能類似于炭黑對橡膠體系等的補強作用.

2.3.2色牢度

從表3可以看出,炭黑原液著色的腈綸纖維各項牢度均可達4級以上,說明其具有優(yōu)異的耐皂洗、耐汗?jié)n及耐光色牢度.主要因為:(1)顏料存在于纖維內(nèi)部,不易脫落造成纖維褪色;(2)顏料顆粒對貼襯織物的親和力低,不易吸附于貼襯織物上造成沾色;(3)炭黑具有良好的耐光性能,因此,原液著色的腈綸纖維耐光色牢度可達7級.

表3炭黑著色纖維色牢度測試結(jié)果

3結(jié)論

(1)砂磨時間為1min的炭黑色漿體系的吸附等線屬于Nernst分配模型;砂磨時間為3h的炭黑色漿體系的吸附等溫線符合Langmuir模型,屬于單分子層化學吸附.

(2)炭黑原液著色的腈綸纖維比未著色腈綸纖維具有更大的斷裂強度,同時具有優(yōu)異的耐皂洗、耐汗?jié)n及耐光色牢度.