الخواص الكيميائية وآلية الصباغة لخيوط الأكريليك

1. التركيب الجزيئي لخيوط الأكريليك

الأكريليك ، المعروف علميا باسم polyacrylonitrile (PAN) ، هو بوليمر اصطناعي يتكون من مونومرات الأكريلونيتريل عبر البلمرة الجذرية الحرة.

تتكون السلسلة الجزيئية الرئيسية من بنية رابطة الكربون - ، مع مجموعات النتريل القطبية عالية (- cn) المرتبطة بالسلاسل الجانبية.

هذه المجموعة الوظيفية الفريدة تضفي المقاومة الكيميائية الممتازة والاستقرار للأحماض والأكسدة والمذيبات العضوية.

علاوة على ذلك ، تمتص مجموعات- CN بشكل فعال ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، مما يؤدي إلى الإضاءة الممتازة والمقاومة للتلاشي حتى بعد الاستخدام الطويل - في الهواء الطلق.

علاوة على ذلك ، فإن القوى الجزيئية القوية ، والتوجه العالي ، والبلورة العالية تسهم في قوة الأكريليك ومقاومة التآكل.

ومع ذلك ، فإن التبلور العالي والطبيعة الكارهة للماء يجعل من الصعب على الماء التقليدي - الأصباغ القابلة للذوبان (مثل الأصباغ المباشرة والحمضية) لاختراق الألياف ، مما يؤدي إلى تقارب الصبغة المنخفضة ، وهي عقبة رئيسية أمام الصباغة.

للتغلب على هذا القيد ، يتم تعديل خيوط الأكريليك المنتجة صناعياً من خلال البلمرة المشتركة.

من خلال إدخال مونومر ثانوي أو ثانوي ، مثل أكريلات الميثيل ، أو سلفونات الميثاكريلات الصوديوم ، أو بيريدين الفينيل ، يمكن تعطيل انتظام السلسلة الجزيئية بشكل فعال ، مما يقلل من البلورة.

علاوة على ذلك ، يتم إدخال المجموعات القطبية أو الأيونية (مثل الكربوكسيل ، حمض السلفونيك ، أو بيريديل) القادرة على أصباغ الربط في الألياف ، مما يعزز بشكل كبير امتصاص الصبغة وتحسين اختلافها داخل الألياف ، مما يوفر أساسًا هيكليًا للصبغة اللاحقة.

2. آلية الصباغة

صبغة خيوط الأكريليك هي عملية فيزيائية كيميائية تهيمن عليها الترابط الأيوني.

تحتوي ألياف الأكريليك المعدلة عادةً على عدد معين من المجموعات الأنيونية (مثل مجموعات حمض السلفونيك - so₃H).

هذه المجموعات تتأين في الماء لتشكيل - so₃⁻ ، وتشكيل مواقع صبغ سلب مشحونة.

لذلك ، تستخدم الأصباغ الكاتيونية (المعروفة سابقًا باسم الأصباغ الأساسية) في المقام الأول في الصباغة الفعلية.

تنفصل هذه الأصباغ في الماء لتشكيل الكاتيونات الصباغ المشحونة بشكل إيجابي.

أثناء الصباغة ، في ظل درجة حرارة مناسبة وظروف الأس الهيدروجيني ، تهاجر الكاتيونات الصبغة إلى سطح الألياف عبر جاذبية Coulomb وخضع لامتصاص كهربائي قوي إلى مواقع أنيونية مثل - SO₃⁻.

تتوافق هذه العملية مع نموذج امتصاص isotherm langmuir.

ثم تنتشر جزيئات الصبغة في المناطق غير المتبلورة للألياف ، وتشكل في النهاية رابطة أيونية قوية واستكمال عملية الصباغة.

عملية الصباغة بأكملها هي درجة حرارة للغاية - حساسة وغالبًا ما يتم تنفيذها فوق درجة حرارة الانتقال الزجاجي (TG) لتعزيز حركة سلسلة الألياف وانتشار الصبغة.

يمكن أن تؤدي إضافة الشوارد (مثل Na₂so₄) أيضًا إلى إبطاء الصباغة ، مما يمنع الصباغة غير المتكافئة الناجمة عن الصباغة المفرطة من خلال الامتزاز التنافسي.

لذلك ، نظرًا لآلية الصباغة الخاصة بهم ، فإن الأصباغ الكاتيونية هي الخيار المفضل لصبغ ألياف الأكريليك.

في الإنتاج الفعلي ، يلزم التحكم المنهجي في درجة الحموضة في الخمور ، ودرجة حرارة الصباغة الأولية ، وجدول التدفئة ، والجرعة الإضافية لتحقيق امتصاص الصبغة العالي ، ونتائج الصباغة الموحدة ، وضمان ثبات لون جيد.