阅读说明：本技术 一种具有良好染色性能的腈纶纤维的制备方法 (Preparation method of acrylic fiber with good dyeing property ) 是由 陈全新 于 2019-12-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有良好染色性能的腈纶纤维的制备方法,首先将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液,然后加入交联剂二缩水甘油二醇醚,在加热条件下,缓慢加入氨基酸的盐酸溶液,得到纺丝液；然后经过纺丝、水洗、牵伸、上油、烘干和定型,即可得到具有良好染色性能的腈纶纤维。由于本发明中加入的氨基酸,精氨酸、天冬酰胺、谷氨酸或天冬氨酸均含有氨基和羧基,且分子式中不含苯环,为单纯的链式结构,反应后分子中的氨基和羧基更容易被保留；故本发明制备的腈纶纤维与天然植物染料具有非常好的反应效果,反应时不需要加热任何的化学添加剂,就可以达到良好的色牢度。(The invention discloses a preparation method of acrylic fiber with good dyeing property, which comprises the steps of firstly dissolving dry polyacrylonitrile powder in a solvent to form acrylic fiber stock solution, then adding a cross-linking agent of diglycidyl glycol ether, and slowly adding hydrochloric acid solution of amino acid under the heating condition to obtain spinning solution; then spinning, washing, drafting, oiling, drying and shaping are carried out, and the acrylic fiber with good dyeing property can be obtained. Because the added amino acid, arginine, asparagine, glutamic acid or aspartic acid all contain amino and carboxyl, and the molecular formula does not contain benzene ring, and is a simple chain structure, the amino and carboxyl in the molecule are easier to be reserved after the reaction; therefore, the acrylic fiber prepared by the invention has very good reaction effect with natural plant dye, and good color fastness can be achieved without heating any chemical additive during reaction.)

一种具有良好染色性能的腈纶纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及纺织纤维技术领域，尤其涉及一种具有良好染色性能的腈纶纤维的制备方法。

背景技术

腈纶是毛纺工业的重要原料，也是合成纤维的重要品种，它可与羊毛、涤纶、粘胶、棉花混纺制成多种精美织物以及人造毛皮和工业产品。

腈纶是聚丙烯腈在我国的商品名，国外则称为“奥纶”、“开司米纶”，美国杜邦公司称为Orlon。是仅次于聚酯和聚酰胺的合成纤维品种。它柔软、轻盈、保暖、耐腐蚀、耐光似羊毛的短纤维。密度比羊毛小。有人造羊毛之称。

腈纶织物在加入少量其他成分后，染色性能明显改善；但是目前腈纶染色仍然以有机合成染料为主，而采用天然染料进行染色后，仍会导致色牢度不高等缺陷，故有必要研究一种具有良好染色性能的腈纶纤维的制备方法，从而提升腈纶纤维染色过程的环保性。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有良好染色性能的腈纶纤维的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种具有良好染色性能的腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：

A、制备腈纶原液：将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液；

B、配制氨基酸溶液：将氨基酸溶解于0.2-0.5wt％盐酸中，调节溶液pH至5-6，搅拌至充分溶解得到氨基酸溶液；

C、交联反应：在腈纶原液中加入交联剂二缩水甘油二醇醚，搅拌均匀后，加热并保持温度至60-70℃，在40-60min内缓慢加入氨基酸溶液，得到纺丝液；

D、纺丝：将纺丝液加热至82-90℃，将加热后的纺丝液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；

E、水洗、牵伸：将上述初生纤维水洗后经牵伸机牵伸，

F、上油、烘干、定型：将水洗牵伸后的丝束进行65-70℃上油、干燥、卷曲、切断及打包，即可得到腈纶纤维。

优选的，所述的步骤A中，所述的聚丙烯腈干粉的分子量为60000-100000；腈纶原液中聚丙烯腈的重量浓度为20-35％。

优选的，所述的步骤A中，所述的溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的任意一种。

优选的，所述的步骤B中，氨基酸与盐酸溶液的质量比为(0.5-2)：1。

优选的，所述的步骤B中，所述的氨基酸为精氨酸、天冬酰胺、谷氨酸或天冬氨酸中的任意一种。

优选的，所述的步骤C中，所述的交联剂二缩水甘油二醇醚的加入量为腈纶原液的1-2％。

优选的，所述的步骤E中，水洗时水槽温度为80-100℃，水洗流量为2500-3000L/h。

优选的，所述的步骤E中，牵伸机的牵伸倍数为1.5-1.8倍，速度为15-25m/min。

本发明的有益之处在于：本发明首先将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液，然后加入交联剂二缩水甘油二醇醚，在加热条件下，缓慢加入氨基酸的盐酸溶液，得到纺丝液；然后经过纺丝、水洗、牵伸、上油、烘干和定型，即可得到具有良好染色性能的腈纶纤维。

由于本发明中加入的氨基酸，精氨酸、天冬酰胺、谷氨酸或天冬氨酸均含有氨基和羧基，且分子式中不含苯环，为单纯的链式结构，反应后分子中的氨基和羧基更容易被保留；故本发明制备的腈纶纤维与天然植物染料具有非常好的反应效果，反应时不需要加热任何的化学添加剂，就可以达到良好的色牢度。

具体实施方式

实施例1

一种具有良好染色性能的腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：

A、制备腈纶原液：将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液；

B、配制氨基酸溶液：将氨基酸溶解于0.35wt％盐酸中，调节溶液pH至5.8，搅拌至充分溶解得到氨基酸溶液；

C、交联反应：在腈纶原液中加入交联剂二缩水甘油二醇醚，搅拌均匀后，加热并保持温度至65℃，在55min内缓慢加入氨基酸溶液，得到纺丝液；

D、纺丝：将纺丝液加热至85℃，将加热后的纺丝液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；

E、水洗、牵伸：将上述初生纤维水洗后经牵伸机牵伸，

F、上油、烘干、定型：将水洗牵伸后的丝束进行67℃上油、干燥、卷曲、切断及打包，即可得到腈纶纤维。

所述的步骤A中，所述的聚丙烯腈干粉的分子量为80000；腈纶原液中聚丙烯腈的重量浓度为30％；所述的溶剂为二甲基甲酰胺。

所述的步骤B中，氨基酸与盐酸溶液的质量比为1.5：1；所述的氨基酸为精氨酸。

所述的步骤C中，所述的交联剂二缩水甘油二醇醚的加入量为腈纶原液的1.6％。

所述的步骤E中，水洗时水槽温度为85℃，水洗流量为2750L/h；牵伸机的牵伸倍数为1.75倍，速度为18m/min。

实施例2

一种具有良好染色性能的腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：

A、制备腈纶原液：将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液；

B、配制氨基酸溶液：将氨基酸溶解于0.5wt％盐酸中，调节溶液pH至5.0，搅拌至充分溶解得到氨基酸溶液；

C、交联反应：在腈纶原液中加入交联剂二缩水甘油二醇醚，搅拌均匀后，加热并保持温度至70℃，在40min内缓慢加入氨基酸溶液，得到纺丝液；

D、纺丝：将纺丝液加热至90℃，将加热后的纺丝液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；

E、水洗、牵伸：将上述初生纤维水洗后经牵伸机牵伸，

F、上油、烘干、定型：将水洗牵伸后的丝束进行65℃上油、干燥、卷曲、切断及打包，即可得到腈纶纤维。

所述的步骤A中，所述的聚丙烯腈干粉的分子量为100000；腈纶原液中聚丙烯腈的重量浓度为20％；所述的溶剂为二甲基乙酰胺。

所述的步骤B中，氨基酸与盐酸溶液的质量比为2：1；所述的氨基酸为天冬酰胺。

所述的步骤C中，所述的交联剂二缩水甘油二醇醚的加入量为腈纶原液的1％。

所述的步骤E中，水洗时水槽温度为100℃，水洗流量为2500L/h；牵伸机的牵伸倍数为1.8倍，速度为15m/min。

实施例3

一种具有良好染色性能的腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：

A、制备腈纶原液：将聚丙烯腈干粉溶解在溶剂中形成腈纶原液；

B、配制氨基酸溶液：将氨基酸溶解于0.2wt％盐酸中，调节溶液pH至6.0，搅拌至充分溶解得到氨基酸溶液；

C、交联反应：在腈纶原液中加入交联剂二缩水甘油二醇醚，搅拌均匀后，加热并保持温度至60℃，在60min内缓慢加入氨基酸溶液，得到纺丝液；

D、纺丝：将纺丝液加热至82℃，将加热后的纺丝液从喷丝板的矩形孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维；

E、水洗、牵伸：将上述初生纤维水洗后经牵伸机牵伸，

F、上油、烘干、定型：将水洗牵伸后的丝束进行70℃上油、干燥、卷曲、切断及打包，即可得到腈纶纤维。

所述的步骤A中，所述的聚丙烯腈干粉的分子量为60000；腈纶原液中聚丙烯腈的重量浓度为35％；所述的溶剂为二甲基亚砜。

所述的步骤B中，氨基酸与盐酸溶液的质量比为0.5：1；所述的谷氨酸。

所述的步骤C中，所述的交联剂二缩水甘油二醇醚的加入量为腈纶原液的2％。

所述的步骤E中，水洗时水槽温度为80℃，水洗流量为3000L/h；牵伸机的牵伸倍数为1.5倍，速度为25m/min。

对比例1

将实施例1中的精氨酸替换为苯丙氨酸，其余配比和制备方法不变。

对比例2

中国发明专利CN1667166A实施例1公开的腈纶-交联植物蛋白复合纤维。

以下对实施例1-3和对比例1-2制备的腈纶纤维(对比例2为复合纤维)进行苏木植物染料的染色性能测试，具体测试方法如下：直接浸入苏木天然染料染液中，采用浸染工艺对腈纶纤维进行染色，所述的浸染工艺参数为：天然染料用量为3％o.w.f.，温度：60℃，染色时间：15min，浴比为1:8；将腈纶纤维取出后，在60℃条件下皂洗12min，然后在45℃条件下干燥，即可。

测试得到的腈纶纤维的耐皂洗色牢度，色牢度试验方法如下：

(A)、耐皂洗色牢度试验按GB/T 3921-2008规定执行，采用单纤维贴衬，试验条件为A(1)；

表1：耐皂洗色牢度测试结果；

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2
						耐皂洗色牢度	4	4	4	3-4	2-3

由以上测试数据可以知道，本发明制备的腈纶纤维具有良好的耐皂洗色牢度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。