Proprietăți chimice și mecanism de vopsire a firelor acrilice

1. Structura moleculară a firelor acrilice

Acrilic, cunoscut științific ca poliacrilonitril (PAN), este un polimer sintetic format din monomeri acrilonitril prin polimerizare radicală liberă.

Principalul său lanț molecular este format dintr -un carbon - structură de legătură de carbon, cu grupuri de nitril extrem de polare (- CN) atașate la lanțurile laterale.

Acest grup funcțional unic oferă o rezistență chimică excelentă și stabilitate pentru acizi, oxidanți și solvenți organici.

Mai mult, grupurile {- CN absoarbe în mod eficient lumina UV, rezultând o lumină excelentă și rezistență la decolorare chiar și după utilizarea lungă - în aer liber.

Mai mult, forțele intermoleculare puternice, orientarea ridicată și cristalinitatea ridicată contribuie la rezistența acrilică și la rezistența la abraziune.

Cu toate acestea, natura ridicată de cristalinitate și hidrofobă îngreunează ca apa tradițională - coloranți solubili (cum ar fi coloranții direcți și acide) să pătrundă în fibră, rezultând o afinitate scăzută, un obstacol major pentru vopsire.

Pentru a depăși această limitare, firele acrilice produse industrial sunt de obicei modificate prin copolimerizare.

Prin introducerea unui monomer secundar sau terțiar, cum ar fi acrilat de metil, sulfonat de metacrilat de sodiu sau vinil piridină, regularitatea lanțului macromolecular poate fi perturbată eficient, reducând cristalinitatea.

Mai mult, grupurile polare sau ionice (cum ar fi carboxil, acid sulfonic sau piridil) capabile de coloranți de legare sunt introduse în fibră, îmbunătățind semnificativ adsorbția coloranților și îmbunătățind difuzarea acesteia în fibră, oferind o bază structurală pentru vopsirea ulterioară.

2. Mecanismul de vopsire

Vopsirea firelor acrilice este un proces fizico -chimic dominat de legarea ionică.

Fibrele acrilice modificate conțin de obicei un anumit număr de grupuri anionice (cum ar fi grupurile de acid sulfonic - SO₃h).

Aceste grupuri ionizează în apă pentru a forma - So₃⁻, formând site -uri de colorant încărcate negativ.

Prin urmare, coloranții cationici (cunoscuți anterior ca coloranți de bază) sunt folosiți în principal în vopsirea reală.

Acești coloranți se disociază în apă pentru a forma cationi pigmentali încărcați pozitiv.

În timpul vopsirii, în condiții de temperatură și pH adecvate, cationii de vopsire migrează pe suprafața fibrei prin atracția Coulomb și suferă o adsorbție electrostatică puternică pe site -uri anionice, cum ar fi - SO₃⁻.

Acest proces se conformează modelului de adsorbție izotermă Langmuir.

Moleculele de vopsire se difuzează apoi în regiunile amorfe ale fibrei, formând în cele din urmă o legătură ionică puternică și completează procesul de vopsire.

Întregul proces de vopsire este extrem de temperatură - sensibil și de multe ori trebuie efectuat deasupra temperaturii de tranziție a sticlei (TG) pentru a promova mișcarea lanțului de fibre și difuzarea colorantului.

Adăugarea de electroliți (cum ar fi na₂so₄) poate, de asemenea, vopsirea lentă, prevenind vopsirea inegală cauzată de vopsirea excesivă prin adsorbția competitivă.

Prin urmare, datorită mecanismului lor de vopsire, coloranții cationici sunt alegerea preferată pentru vopsirea fibrelor acrilice.

În producția reală, este necesar controlul sistematic al pH -ului lichiorului de colorant, temperatura inițială de vopsire, programul de încălzire și doza auxiliară pentru a obține o absorbție ridicată a coloranților, rezultate uniform de vopsire și asigură o bunătate bună a culorii.