Kemijska svojstva i mehanizam bojenja akrilne pređe

1. Molekularna struktura akrilne pređe

Akril, znanstveno poznat kao poliakrilonitril (PAN), sintetički je polimer nastao od monomera akrilonitrila putem polimerizacije slobodnih radikala.

Njegov glavni molekularni lanac sastoji se od ugljika - strukture ugljične veze, s visoko polarnim nitrilnim skupinama (- cn) pričvršćenim na bočne lance.

Ova jedinstvena funkcionalna skupina daje izvrsnu kemijsku otpornost i stabilnost na kiseline, oksidante i organska otapala.

Nadalje, - CN grupe učinkovito apsorbiraju UV svjetlost, što rezultira izvrsnom laganošću i otporom na izblijedjelu čak i nakon dugog - izraza vanjske uporabe.

Nadalje, snažne intermolekularne sile, visoka orijentacija i visoka kristalnost doprinose akrilnoj snazi ​​i otpornosti na abraziju.

Međutim, visoka kristalnost i hidrofobna priroda otežavaju tradicionalnoj vodi - topljivim bojama (poput izravnih i kiselih boja) prodrije u vlakno, što rezultira niskim afinitetom boje, što je glavna prepreka bojenju.

Da bi se prevladalo ovo ograničenje, industrijski proizvedene akrilne pređe obično se modificiraju kopolimerizacijom.

Uvođenjem sekundarnog ili tercijarnog monomera, poput metil akrilata, natrijevog metakrilata sulfonata ili vinil piridina, pravilnost makromolekularnog lanca može se učinkovito poremetiti, smanjujući kristalnost.

Nadalje, polarne ili ionske skupine (poput karboksila, sulfonske kiseline ili piridila) sposobnih za vezanje boja unose se u vlakno, značajno povećavajući adsorpciju boje i poboljšavajući njegovu difuziju unutar vlakana, pružajući strukturni temelj za sljedeće bojenje.

2. Mehanizam bojenja

Bojenje akrilne pređe fizikalno -kemijski proces u kojem dominiraju ionsko vezivanje.

Modificirana akrilna vlakna obično sadrže određeni broj anionskih skupina (poput skupina sulfonske kiseline - So₃h).

Te skupine ioniziraju se u vodi da formiraju - SO₃⁻, formirajući negativno nabijene web stranice za bojenje.

Stoga se kationske boje (ranije poznate kao osnovne boje) prvenstveno koriste u stvarnom bojenju.

Ove se boje razdvajaju u vodi kako bi formirale pozitivno nabijene pigmentne katione.

Tijekom bojenja, pod odgovarajućim uvjetima temperature i pH, kation boje migriraju na površinu vlakana putem Coulomb atrakcije i podvrgavaju se snažnoj elektrostatičkoj adsorpciji na anionska mjesta poput - SO₃⁻.

Ovaj se postupak u skladu s adsorpcijskim modelom izoterm Langmuir.

Molekule boje zatim se difundiraju dalje u amorfne regije vlakana, u konačnici tvoreći snažnu ionsku vezu i dovršavajući postupak bojenja.

Cijeli postupak bojenja je izuzetno temperatura - osjetljiv i često se mora izvesti iznad temperature stakla (TG) kako bi se promovirala gibanje lanca vlakana i difuzija boje.

Dodavanje elektrolita (poput Na₂SO₄) također može usporiti bojenje, sprječavajući neravnomjerno bojenje uzrokovano pretjeranim bojanjem konkurentnom adsorpcijom.

Stoga, zbog svog mehanizma za bojenje, kationski su boje preferirani izbor za bojenje akrilnih vlakana.

U stvarnoj proizvodnji potrebna je sustavna kontrola pH alkoholnih pića, početna temperatura bojenja, raspored grijanja i pomoćna doza za postizanje visokog unosa boje, ujednačene rezultate bojenja i osigurati dobru brzinu boja.