(施教授)涤纶及其混纺织物染色.pptx
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涤纶的玻璃化温度（Tg）随其聚集态结构而变化。完全 无定型的Tg为68 ℃ ，部分结晶的Tg 为81℃，取向且结 晶的Tg为125℃ 。故常温下分散染料很难上染，必须借 助于载体，或在高温高压下（130℃左右），或 180~220 ℃的空气中，增加纤维大分子的热运动，使纤 维溶胀，微隙增大，有利于染料分子的扩散和上染。
（七）化学性能
1. 耐酸性：涤纶纤维对酸有一定的稳定性。如对有机 酸、98％甲酸、80%硫酸（室温）等较稳定。但对 浓硫酸、浓硝酸，会因酯键分解而溶解。
2. 耐碱性：涤纶纤维因分子中含有较多酯基，故不耐 碱。在室温下不溶于l0％氢氧化钠溶液，但浓度增 加或温度升高时，分子链会因酯键被碱液皂化或水 解而断裂。涤纶纤维受强碱作用时，从纤维外侧同 心地向内芯溶解，但残余部分纤维的强度和染色性 可保持不变。这是“涤纶仿真丝”工艺的基本原理。
二、普通涤纶纤维的性能
（一）比重：结晶部分比重为1.455，无定形部分比重为 1.355，一般为1.38~1.40，比锦纶和腈纶高。
（二）力学性能
1. 强度和伸长度。涤纶纤维的强度很高，干强4~7cN/dtex，湿 态下强度不下Βιβλιοθήκη Baidu。主要是因为：
① 在涤纶纤维的大分子之间，能相互镶嵌结合形成结晶度高达60％左右 的结晶区。
涤纶及涤棉混纺织物的染色
第四讲 涤纶及其混纺织物的染色
一、普通涤纶纤维的结构和染色性能 （一）涤纶的分子结构
聚合度n=130，分子量M=20000
1. 由CH2、酯基、苯环、端羟基组成，除分子两端存在两个端醇 羟基外，无其它极性基团，故涤纶亲水性极差，为疏水性纤维。 常用的亲水性极性染料难以与之结合。只能采用分子量较小， 水溶性很小的非极性染料——分散染料染色。
（四）纤维的形态结构
纤维的粗细、表面的孔隙、表面结构与比表面积都会对 纤维的染色性能产生一定的影响。一般纤维表面的孔隙 越大、越多，越有利于染料的上染。但是，微隙较多， 会对入射光线产生多次反射，且反射的光线不一致，给 人的感觉是颜色浅而萎暗。与圆形截面纤维相比，异形 截面的纤维染色后也存在着同样的问题。纤维若在拉伸 过程中形成了皮芯层，由于皮层分子链取向度较高，结 构较紧密，染料扩散速度慢，会影响染料的上染速率和 上染率。纤维越细，纤维比表面积越大，染料吸附面越 大，上染速度越快，越容易染透芯，但由于光学因 素．表观颜色深度越浅，染色后要达到较粗纤维的表观 色深度，所需的染料用量也越高。
2. 涤纶纤维的热定形应采用干热定形为好，若采用高压蒸汽进 行热定形，会因酯键的受热水解使纤维强度下降。
3. 涤纶织物不能接近火种，如果身穿涤纶织物接近火种，容易 引起灼伤事故，所以对涤纶的防火性必须引起足够的重视。
（四）吸湿性
在涤纶纤维中虽然具有无定形部分，但由于纤 维结构紧密，分子链间空隙小，缺少吸湿中心， 在标准状态下的吸湿率只有0.4%（锦纶4%， 腈纶1~2%），即使在100％相对湿度下的吸湿 率也仅为0.6~0.8％。由于涤纶纤维的吸湿性低， 因而涤纶纤维在水中的溶胀度小，干、湿强度 和断裂延伸度基本相同，导电性差，容易产生 静电和沾污现象以及染色困难等。
② 涤纶纤维在纺制加工过程中曾经受热抽伸，使纤维分子有较高的取向度。
③ 涤纶纤维的分子量比较高、分子量的分布比较集中，导致分子间有较高 的作用力。
按强度和伸长度的配合特点，涤纶长丝分高强力涤纶丝与普 通长丝。短纤维分高强低伸型、低强高伸型（普通）以及抗起 球型（一般强度较低）。
2. 初始摸量和弹性
2. 涤纶纤维的结晶度、取向度与纤维生产时的条件以及 测试方法和条件都密切相关，并有很大差异。成品涤 纶属半结晶高聚物，结晶度在40~60%，取向度高的 双折射率可达0.188。
（三）涤纶的玻璃化温度
在涤纶纤维玻璃化温度（Tg）以下，分子主链的链段活 动性低，纤维中自由体积所占比例小，染料向纤维内部 扩散阻力大。实际上在Tg以下，染色速率可以忽略不计。 但是，一旦染色温度上升到Tg以上，染色速率便大大增 加。
2. 分子中的脂肪族烃链使 涤纶分子具有一定的柔 曲性；
3. 分子中的苯环由于具有 刚性，使涤纶分子链易 于保持线型。并且分子 上无大的侧基和支链， 而苯核和羰基几乎在同 一平面，具有较高的几 何规整性，分子间容易 借范氏力紧密堆砌在一 起形成结晶。
（二）普通涤纶分子的聚集态结构
1. 涤纶纤维的聚集态结构，一般倾向于采用“折叠链 一—缨状原纤”结构模型。它是伸直链和折叠链晶体 共存的体系。一定张力条件下的热处理有提高折叠链 结晶含量和增大微隙尺寸的作用。
（三）热性能及热收缩性
1. 涤纶的玻璃化温度(Tg)为68~81℃，软化温度(Tf)为 230~240℃。熔点(Tm)为255~260℃。结晶始于81℃，在 181℃时结晶速度达到最高点。涤纶纤维的耐热性与热稳定 性均很好。因为涤纶有较高的结晶度与分子结构中存在苯环 结构。涤纶在150℃的热空气中加热168h，强度损失很小， 在200℃热空气中也不发生分解。因而热定形温度为 220~230℃，熨烫温度宜采用135℃。
（五）耐光性：耐光性极好，仅次于腈纶。涤纶织 物经过2800h暴晒，强度为原来的30~40%。
（六）电性能及静电现象
涤纶的表面十分光滑，但纤维与纤维或纤维与 金属之间的摩擦系数很大（0.26 ~ 0.58），在 纺织纤维中属较高的。涤纶体积比电阻为 2×1015~1019Ω•cm，电绝缘性高，再加上吸 湿性差，故极易产生静电，影响纺织加工顺利 进行，或造成织疵、染斑。同时，穿着时也会 因摩擦产生的静电使织物易于粘灰、易脏、易 于起球。
① 涤纶纤维分子链刚性较大，结晶度高，所以初始摸量较高， 纤维在小负荷作用下不易变形。
② 涤纶纤维的回弹性良好，延伸2％时，弹性恢复率为97％， 延伸4％、8%时，弹性恢复率分别为90％和80%。其弹性 回复能力仅次于氨纶和锦纶，在纺织纤维中是较高的。
③ 由于涤纶纤维在小负荷作用下不易变形，变形的回复能力 好，因此涤纶织物挺括不易起皱，织物的抗皱性、压缩弹 性与尺寸稳定性是纤维中最高的。
（七）化学性能
1. 耐酸性：涤纶纤维对酸有一定的稳定性。如对有机 酸、98％甲酸、80%硫酸（室温）等较稳定。但对 浓硫酸、浓硝酸，会因酯键分解而溶解。
2. 耐碱性：涤纶纤维因分子中含有较多酯基，故不耐 碱。在室温下不溶于l0％氢氧化钠溶液，但浓度增 加或温度升高时，分子链会因酯键被碱液皂化或水 解而断裂。涤纶纤维受强碱作用时，从纤维外侧同 心地向内芯溶解，但残余部分纤维的强度和染色性 可保持不变。这是“涤纶仿真丝”工艺的基本原理。
二、普通涤纶纤维的性能
（一）比重：结晶部分比重为1.455，无定形部分比重为 1.355，一般为1.38~1.40，比锦纶和腈纶高。
（二）力学性能
1. 强度和伸长度。涤纶纤维的强度很高，干强4~7cN/dtex，湿 态下强度不下Βιβλιοθήκη Baidu。主要是因为：
① 在涤纶纤维的大分子之间，能相互镶嵌结合形成结晶度高达60％左右 的结晶区。
涤纶及涤棉混纺织物的染色
第四讲 涤纶及其混纺织物的染色
一、普通涤纶纤维的结构和染色性能 （一）涤纶的分子结构
聚合度n=130，分子量M=20000
1. 由CH2、酯基、苯环、端羟基组成，除分子两端存在两个端醇 羟基外，无其它极性基团，故涤纶亲水性极差，为疏水性纤维。 常用的亲水性极性染料难以与之结合。只能采用分子量较小， 水溶性很小的非极性染料——分散染料染色。
（四）纤维的形态结构
纤维的粗细、表面的孔隙、表面结构与比表面积都会对 纤维的染色性能产生一定的影响。一般纤维表面的孔隙 越大、越多，越有利于染料的上染。但是，微隙较多， 会对入射光线产生多次反射，且反射的光线不一致，给 人的感觉是颜色浅而萎暗。与圆形截面纤维相比，异形 截面的纤维染色后也存在着同样的问题。纤维若在拉伸 过程中形成了皮芯层，由于皮层分子链取向度较高，结 构较紧密，染料扩散速度慢，会影响染料的上染速率和 上染率。纤维越细，纤维比表面积越大，染料吸附面越 大，上染速度越快，越容易染透芯，但由于光学因 素．表观颜色深度越浅，染色后要达到较粗纤维的表观 色深度，所需的染料用量也越高。
2. 涤纶纤维的热定形应采用干热定形为好，若采用高压蒸汽进 行热定形，会因酯键的受热水解使纤维强度下降。
3. 涤纶织物不能接近火种，如果身穿涤纶织物接近火种，容易 引起灼伤事故，所以对涤纶的防火性必须引起足够的重视。
（四）吸湿性
在涤纶纤维中虽然具有无定形部分，但由于纤 维结构紧密，分子链间空隙小，缺少吸湿中心， 在标准状态下的吸湿率只有0.4%（锦纶4%， 腈纶1~2%），即使在100％相对湿度下的吸湿 率也仅为0.6~0.8％。由于涤纶纤维的吸湿性低， 因而涤纶纤维在水中的溶胀度小，干、湿强度 和断裂延伸度基本相同，导电性差，容易产生 静电和沾污现象以及染色困难等。
② 涤纶纤维在纺制加工过程中曾经受热抽伸，使纤维分子有较高的取向度。
③ 涤纶纤维的分子量比较高、分子量的分布比较集中，导致分子间有较高 的作用力。
按强度和伸长度的配合特点，涤纶长丝分高强力涤纶丝与普 通长丝。短纤维分高强低伸型、低强高伸型（普通）以及抗起 球型（一般强度较低）。
2. 初始摸量和弹性
2. 涤纶纤维的结晶度、取向度与纤维生产时的条件以及 测试方法和条件都密切相关，并有很大差异。成品涤 纶属半结晶高聚物，结晶度在40~60%，取向度高的 双折射率可达0.188。
（三）涤纶的玻璃化温度
在涤纶纤维玻璃化温度（Tg）以下，分子主链的链段活 动性低，纤维中自由体积所占比例小，染料向纤维内部 扩散阻力大。实际上在Tg以下，染色速率可以忽略不计。 但是，一旦染色温度上升到Tg以上，染色速率便大大增 加。
2. 分子中的脂肪族烃链使 涤纶分子具有一定的柔 曲性；
3. 分子中的苯环由于具有 刚性，使涤纶分子链易 于保持线型。并且分子 上无大的侧基和支链， 而苯核和羰基几乎在同 一平面，具有较高的几 何规整性，分子间容易 借范氏力紧密堆砌在一 起形成结晶。
（二）普通涤纶分子的聚集态结构
1. 涤纶纤维的聚集态结构，一般倾向于采用“折叠链 一—缨状原纤”结构模型。它是伸直链和折叠链晶体 共存的体系。一定张力条件下的热处理有提高折叠链 结晶含量和增大微隙尺寸的作用。
（三）热性能及热收缩性
1. 涤纶的玻璃化温度(Tg)为68~81℃，软化温度(Tf)为 230~240℃。熔点(Tm)为255~260℃。结晶始于81℃，在 181℃时结晶速度达到最高点。涤纶纤维的耐热性与热稳定 性均很好。因为涤纶有较高的结晶度与分子结构中存在苯环 结构。涤纶在150℃的热空气中加热168h，强度损失很小， 在200℃热空气中也不发生分解。因而热定形温度为 220~230℃，熨烫温度宜采用135℃。
（五）耐光性：耐光性极好，仅次于腈纶。涤纶织 物经过2800h暴晒，强度为原来的30~40%。
（六）电性能及静电现象
涤纶的表面十分光滑，但纤维与纤维或纤维与 金属之间的摩擦系数很大（0.26 ~ 0.58），在 纺织纤维中属较高的。涤纶体积比电阻为 2×1015~1019Ω•cm，电绝缘性高，再加上吸 湿性差，故极易产生静电，影响纺织加工顺利 进行，或造成织疵、染斑。同时，穿着时也会 因摩擦产生的静电使织物易于粘灰、易脏、易 于起球。
① 涤纶纤维分子链刚性较大，结晶度高，所以初始摸量较高， 纤维在小负荷作用下不易变形。
② 涤纶纤维的回弹性良好，延伸2％时，弹性恢复率为97％， 延伸4％、8%时，弹性恢复率分别为90％和80%。其弹性 回复能力仅次于氨纶和锦纶，在纺织纤维中是较高的。
③ 由于涤纶纤维在小负荷作用下不易变形，变形的回复能力 好，因此涤纶织物挺括不易起皱，织物的抗皱性、压缩弹 性与尺寸稳定性是纤维中最高的。