RU2744118C1 - Method for dying aramide fiber - Google Patents

Method for dying aramide fiber Download PDF

Info

Publication number
RU2744118C1
RU2744118C1 RU2020134847A RU2020134847A RU2744118C1 RU 2744118 C1 RU2744118 C1 RU 2744118C1 RU 2020134847 A RU2020134847 A RU 2020134847A RU 2020134847 A RU2020134847 A RU 2020134847A RU 2744118 C1 RU2744118 C1 RU 2744118C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dye
polymer
aramid
fiber
dyeing
Prior art date
Application number
RU2020134847A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Юрьевич Лакунин
Ольга Викторовна Уливатая
Сергей Владимирович Комиссаров
Галина Борисовна Склярова
Антон Геннадьевич Якименко
Александр Семенович Шрайфель
Анна Федоровна Бородачева
Алексей Геннадьевич Ламзин
Original Assignee
Акционерное общество «Каменскволокно»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество «Каменскволокно» filed Critical Акционерное общество «Каменскволокно»
Priority to RU2020134847A priority Critical patent/RU2744118C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2744118C1 publication Critical patent/RU2744118C1/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/244Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus
    • D06M13/282Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus with compounds containing phosphorus
    • D06M13/292Mono-, di- or triesters of phosphoric or phosphorous acids; Salts thereof
    • D06M13/298Mono-, di- or triesters of phosphoric or phosphorous acids; Salts thereof containing halogen atoms
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/402Amides imides, sulfamic acids
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06PDYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/44General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
    • D06P1/64General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders using compositions containing low-molecular-weight organic compounds without sulfate or sulfonate groups
    • D06P1/642Compounds containing nitrogen
    • D06P1/6426Heterocyclic compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Coloring (AREA)

Abstract

FIELD: fiber dying.
SUBSTANCE: invention relates to the field of technology for producing dyed heat- and fire-resistant aramid yarns and can be used in the chemical industry directly in the production of aramid yarns. A method for dyeing aramid fiber by introducing an acidic metal-containing dye at the stage of polymer synthesis or after polymer synthesis with subsequent spinning of a fiber from a solution based on aprotic amide solvents by a wet or dry-wet method is described. Aramid fiber is dyed with acid metal-containing dyes, with a general formula of Ме(-О-)2Кр(-SO3Na)n, in an amount of 0.5-5.0% by weight of the polymer.
EFFECT: proposed method makes it possible to obtain uniform and intense colors of a wide range, resistant to washing and friction while maintaining high physical and mechanical properties.
4 cl, 2 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к области химической технологии получения окрашенных термо- и огнестойких арамидных волокон и может быть использовано на предприятиях химической промышленности непосредственно при производстве арамидных волокон и нитей.The invention relates to the field of chemical technology for producing dyed thermo- and fire-resistant aramid fibers and can be used in the chemical industry directly in the production of aramid fibers and threads.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Сочетание высоких физико-механических и термических характеристик арамидных нитей дает возможность использовать их для изготовления защитной одежды. Поэтому при крашении арамидных нитей и тканей большое значение придают достижению интенсивной, равномерной и устойчивой окраски при сохранении эксплуатационных показателей текстильного материала. Арамидные ткани трудно окрашиваются красителями, так как имеют плотную структуру, высокую кристалличность полимера и низкое содержание функциональных групп, способных взаимодействовать с красителем.The combination of high physical, mechanical and thermal characteristics of aramid yarns makes it possible to use them for the manufacture of protective clothing. Therefore, when dyeing aramid yarns and fabrics, great importance is attached to the achievement of intense, uniform and stable color while maintaining the performance of the textile material. Aramid fabrics are difficult to stain with dyes, since they have a dense structure, high crystallinity of the polymer and a low content of functional groups that can interact with the dye.

Для того чтобы облегчить процесс получения окрашенной арамидной ткани, необходимо окрасить раствор полимера в массе и далее сформовать окрашенные в массе нити.In order to facilitate the process of obtaining a dyed aramid fabric, it is necessary to dye a solution of the polymer in the mass and then to form the dyed threads in the mass.

Совмещение синтеза полимеров или формования нитей из их растворов или расплавов с процессом крашения получило название крашение в массе.Combining the synthesis of polymers or the spinning of threads from their solutions or melts with the dyeing process is called bulk dyeing.

Этим требованиям отвечают способы крашения арамидных волокон на стадиях синтеза [Патент РФ 2210649. Волохина А.В. и др. Способ крашения арамидных волокон, опубл. 20.08.2003., МПК: D06P 3/04, D06P 3/24, D01F 8/08]. Для формования волокна из раствора на основе апротонных амидных растворителей мокрым или сухомокрым способом используют смесь полимеров ароматического полиамида и полиакрилонитрила при содержании последнего 1,5-20 мас.% с последующей термообработкой при 240-350°С в течение 20 мин. Арамидное волокно приобретает темно-коричневую или черную окраску, при этом прочностные показатели не только не снижаются, но в ряде случаев повышаются. Однако существенным недостатком предлагаемого способа является выделение токсичных летучих веществ при термофиксации. These requirements are met by the methods of dyeing aramid fibers at the stages of synthesis [RF Patent 2210649. AV Volokhina. and other Method of dyeing aramid fibers, publ. 20.08.2003., IPC: D06P 3/04, D06P 3/24, D01F 8/08]. For spinning fibers from a solution based on aprotic amide solvents by wet or dry-wet method, a mixture of polymers of aromatic polyamide and polyacrylonitrile is used at a content of the latter of 1.5-20 wt%, followed by heat treatment at 240-350 ° C for 20 minutes. Aramid fiber acquires a dark brown or black color, while the strength indicators not only do not decrease, but in some cases increase. However, a significant disadvantage of the proposed method is the release of toxic volatile substances during heat setting.

Широкое применение нашли периодические и непрерывные способы крашения арамидных волокон с использованием интенсифицирующих агентов различной химической природы. В работе [Nechwatal A., Rossbach V. The carrier effect in the m-aramid fiber/cationic dye/benzyl alcohol system // Textile research journal Vl.69, Is.9, Sep.1999, 635-641] показана эффективность использования бензилового спирта, ацетофенона, диметилацетамида и диметилсульфоксида при крашении мета-арамидных волокон катионными красителями. Предлагают использовать катионный краситель в количестве 2% от массы волокна и бензиловый спирт концентрацией 70 г/л для крашения из водного раствора в присутствии 20 г/л нитрата натрия и 2,5% уксусной кислоты при модуле ванны М=20. Крашение проводят на аппаратах периодического действия в течение 60 мин при 125°С. Анализ колористических и физико-механических свойств показал, что прочность окраски к трению и мокрым обработкам составляет 5 и 3-4 балла соответственно, разрывная нагрузка снижается на 18%. В патенте США [Патент США 6840967. Riggins P., Hansen J. Dye diffusion promotion for aramids, опубл. 11.01.2005, МПК: D06P 1/64, D06P 3/24, D06P 3/26] описан способ крашения арамидных волокон с использованием алкилзамещенных амидов, содержащих 7-14 углеродных атомов. Крашение волокон Номекс и Кевлар, а также их смесей, в присутствии предлагаемого интенсификатора при 100-150°С и повышенном давлении обеспечивает улучшение огнезащитных показателей (КИ) на 3-20 %.Periodic and continuous methods of dyeing aramid fibers using intensifying agents of various chemical nature are widely used. The work [Nechwatal A., Rossbach V. The carrier effect in the m-aramid fiber / cationic dye / benzyl alcohol system // Textile research journal Vl. 69, Is.9, Sep.1999, 635-641] shows the effectiveness of using benzyl alcohol, acetophenone, dimethylacetamide and dimethyl sulfoxide when dyeing meta-aramid fibers with cationic dyes. It is proposed to use a cationic dye in an amount of 2% by weight of the fiber and benzyl alcohol with a concentration of 70 g / l for dyeing from an aqueous solution in the presence of 20 g / l sodium nitrate and 2.5% acetic acid with a bath modulus of M = 20. Dyeing is carried out on batch machines for 60 minutes at 125 ° C. The analysis of coloristic and physical and mechanical properties showed that the strength of the paint to friction and wet treatments is 5 and 3-4 points, respectively, the breaking load is reduced by 18%. In US patent [US patent 6840967. Riggins P., Hansen J. Dye diffusion promotion for aramids, publ. 11.01.2005, IPC: D06P 1/64, D06P 3/24, D06P 3/26] describes a method for dyeing aramid fibers using alkyl-substituted amides containing 7-14 carbon atoms. Dyeing Nomex and Kevlar fibers, as well as their mixtures, in the presence of the proposed intensifier at 100-150 ° C and increased pressure provides an improvement in fire-retardant performance (CI) by 3-20%.

Известны способы крашения арамидных волокнистых материалов с предварительной обработкой в среде полярных растворителей. Установлено, что предварительная обработка волокна в растворе аммиака влияет на субстантивные свойства катионного красителя, при этом повышение накрашиваемости сопровождается снижением физико-механической прочности [Nicolai М., Nechwatal A. The swelling effect of liquid-ammonia in the dyeing of aramid // Journal of the society of dyers and colorists Vl.110, Is.7-8, Jul-Aug 1994, 228-230]. Повысить накрашиваемость и сохранить физико-механические свойства можно, если перед крашением катионными и прямыми красителями волокно подвергнуть обработке либо хлорангидридом адипиновой кислоты, либо хлорангидридом бензойной кислоты [Yoo Hj., Ravichandran V., Ovendorf Sk. Pretreatments for improving the dyeability of p-aramid fiber // Textile research journal Vl.64, Is.7, Jul.1994, 423-426].Known methods for dyeing aramid fibrous materials with pretreatment in polar solvents. It was found that the pre-treatment of the fiber in an ammonia solution affects the substantive properties of the cationic dye, while the increase in dyeing is accompanied by a decrease in the physical and mechanical strength [Nicolai M., Nechwatal A. The swelling effect of liquid-ammonia in the dyeing of aramid // Journal of the society of dyers and colorists Vl. 110, Is. 7-8, Jul-Aug 1994, 228-230]. It is possible to increase the coloring and preserve the physical and mechanical properties if, before dyeing with cationic and direct dyes, the fiber is treated with either adipic acid chloride or benzoic acid chloride [Yoo Hj., Ravichandran V., Ovendorf Sk. Pretreatments for improving the dyeability of p-aramid fiber // Textile research journal Vl. 64, Is.7, Jul. 1994, 423-426].

Так же известен способ, включающий несколько стадий. Проводят предварительную обработку арамидного волокна Арлана смесью, которая содержит растворитель диметилацетамид, или диметилформамид, или диметилсульфоксид, или их смесь, низший спирт метиловый, или этиловый, или этиленгликоль, или глицерин, или другой, и/или вода в различных соотношениях при 18-20°С в течение от 5 до 60 мин, с последующей промывкой или без промывки. Затем следует крашение дисперсными или катионными красителями периодическим способом при температуре кипения в течение 30-60 мин с последующей промывкой теплой и холодной водой в течение 10-15 мин. [Манюков Е.А. Обоснование и разработка рациональной технологии крашения отечественного термостойкого волокна Арлана [Текст]: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.19.02 / Е.А.Манюков. - М., 2005. - 16 с: ил. - Библиогр.: с.15-16 (10 назв.). - Ар06-3807], [Патент RU 2255160 C1 Способ крашения метапараарамидбензимидазольного волокна, Е.А. Манюков, опубл. 27.06.2005, МПК: D06P 3/04, D06P 3/24]. По этому способу возможно получение интенсивных устойчивых окрасок. Недостатком способа является использование токсичных и легко воспламеняющих веществ. Так этиловый и метиловый спирты являются легко воспламеняющимися жидкостями, при этом последний - сильный яд. Предлагаемые растворители диметилацетамид, диметилформамид, диметилсульфоксид относятся к токсичным веществам с неприятным запахом 3 класса опасности (ПДК 10 мг/м3). Предлагаемые по прототипу составы создают неблагоприятные условия работы при приготовлении ванны предварительной обработки, в зоне обслуживания красильного оборудования, а также во время термической обработки материала. Кроме того, структурно-связанный полярный растворитель остается на волокне после крашения и промывки, и в процессе эксплуатации может выделяться и оказывать токсичное действие [Патент RU 2362851 C1 Способ крашения арамидных волокон. Михайловская А.П. и др., опубл. 27.07.2009, МПК: D06P 3/04, D06P 3/24]. Способ крашения арамидного волокна, заключающийся в предварительной обработке волокна водным раствором, включающим интенсификатор, и окрашивании при кипении красильного раствора с последующей промывкой, отличающийся тем, что предварительную обработку осуществляют в ванне следующего состава, мас.%: желатин - 20-25, комплексная соль на основе оксида алюминия - 1-3, уксусная кислота - 3-4, вода - остальное, а окрашивание проводят в течение 30-40 мин в ванне следующего состава, мас.%: кислотный краситель - 2,5-10, уксусная кислота - 3-4, вода - остальное.Also known is a method that includes several stages. The Arlan aramid fiber is pretreated with a mixture that contains a solvent dimethylacetamide, or dimethylformamide, or dimethylsulfoxide, or a mixture thereof, a lower methyl alcohol, or ethyl alcohol, or ethylene glycol, or glycerol, or another, and / or water in various ratios at 18-20 ° C for 5 to 60 minutes, followed by rinsing or without rinsing. This is followed by dyeing with dispersed or cationic dyes in a periodic manner at a boiling point for 30-60 minutes, followed by washing with warm and cold water for 10-15 minutes. [Manyukov E.A. Substantiation and development of rational technology for dyeing domestic heat-resistant fiber Arlan [Text]: dissertation author's abstract for the degree of Candidate of Science. tech. Sciences: 05.19.02 / E.A. Manyukov. - M., 2005 .-- 16 p: ill. - Bibliography: p.15-16 (10 titles). - Ap06-3807], [Patent RU 2255160 C1 Method for dyeing metaparamidbenzimidazole fiber, E.A. Manyukov, publ. June 27, 2005, IPC: D06P 3/04, D06P 3/24]. By this method, it is possible to obtain intense stable colors. The disadvantage of this method is the use of toxic and flammable substances. So ethyl and methyl alcohols are flammable liquids, while the latter is a strong poison. The offered solvents dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylsulfoxide are classified as toxic substances with an unpleasant odor of hazard class 3 (MPC 10 mg / m 3 ). The compositions proposed by the prototype create unfavorable working conditions during the preparation of the pre-treatment bath, in the service area of the dyeing equipment, as well as during the heat treatment of the material. In addition, the structurally bound polar solvent remains on the fiber after dyeing and washing, and during operation can be released and have a toxic effect [Patent RU 2362851 C1 Method for dyeing aramid fibers. Mikhailovskaya A.P. and others, publ. 07/27/2009, IPC: D06P 3/04, D06P 3/24]. A method of dyeing aramid fiber, which consists in pretreating the fiber with an aqueous solution including an intensifier and dyeing during boiling of a dyeing solution followed by washing, characterized in that the pretreatment is carried out in a bath of the following composition, wt%: gelatin - 20-25, complex salt based on aluminum oxide - 1-3, acetic acid - 3-4, water - the rest, and staining is carried out for 30-40 minutes in a bath of the following composition, wt%: acid dye - 2.5-10, acetic acid - 3-4, water is the rest.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Существенным отличием заявляемого способа является крашение на стадии синтеза полимера или после окончания синтеза полимера кислотными металлосодержащими красителями с общей формулой Ме(-О-)2Кр(-SO3Na)n, где Ме - ион металла хрома, кобальта, меди, никеля; n - количество сульфогрупп от 0 до 2. Например, Ostalan Black S-RQ, Ostalan Brown PN (Mixture), Ostalan Grey BL, Ostalan Grey PN (Mixture), Lanegal Green G, Lanegal Blaсk B (Mixture), Lanegal Red 2В (Mixture), Lanegal Blue 2R.A significant difference of the proposed method is dyeing at the stage of polymer synthesis or after the end of polymer synthesis with acidic metal-containing dyes with the general formula Me (-O-) 2 Cr (-SO 3 Na) n , where Me is a metal ion of chromium, cobalt, copper, nickel; n is the number of sulfo groups from 0 to 2. For example, Ostalan Black S-RQ, Ostalan Brown PN (Mixture), Ostalan Gray BL, Ostalan Gray PN (Mixture), Lanegal Green G, Lanegal Blask B (Mixture), Lanegal Red 2В ( Mixture), Lanegal Blue 2R.

Технической задачей изобретения является устранение недостатков предшествующего уровня техники, создание экологически безопасного способа крашения арамидного волокна, при котором краситель полностью закрепляется на волокне, что позволяет исключить попадание красителя в стоки.The technical objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art, to create an environmentally friendly method for dyeing aramid fiber, in which the dye is completely fixed on the fiber, which makes it possible to exclude the ingress of the dye into the drains.

Кроме того, заявленный способ крашения арамидного волокна, на этапе приготовления прядильного раствора имеет преимущества перед известным уровнем техники с точки зрения снижения себестоимости процесса получения окрашенных волокон, так как не требует дополнительных производственных мощностей и может быть реализован на действующем оборудовании в условиях производства арамидных нитей.In addition, the claimed method of dyeing aramid fibers, at the stage of preparation of the spinning solution, has advantages over the prior art in terms of reducing the cost of the process for producing dyed fibers, since it does not require additional production capacity and can be implemented on existing equipment under conditions for the production of aramid yarns.

Технический результат заключается в получении устойчивых к стирке и трению волокон при сохранении высоких физико-механических свойств, равномерной и интенсивной окраски широкой цветовой гаммы.The technical result consists in obtaining fibers that are resistant to washing and friction while maintaining high physical and mechanical properties, uniform and intense coloring of a wide range of colors.

Заявленный технический результат достигается за счет способа крашения мета-, параарамидных волокон, включающего введение раствора кислотного металлосодержащего красителя в апротонном амидном растворителе на стадии синтеза полимера или после окончания синтеза полимера с последующим формованием волокна из раствора мокрым или сухомокрым способом с последующей термообработкой при 180-400°С в течение 5-120 мин, при этом массовая доля красителя составляет 0,5-5,0 % от массы полимера. При этом кислотный металлосодержащий краситель представлен общей формулой Ме(-О-)2Кр(-SO3Na)n, где Me - ион металла хрома, кобальта, меди, никеля; n - количество сульфогрупп от 0 до 2. Например, Ostalan Black S-RQ, Ostalan Brown PN (Mixture), Ostalan Grey BL, Ostalan Grey PN (Mixture), Lanegal Green G, Lanegal Blaсk B (Mixture), Lanegal Red 2В (Mixture), Lanegal Blue 2R. При этом в качестве апротонного амидного растворителя, например, может быть использован диметилацетамид, диметилформамид, диметилсульфоксид. При этом полимер из ароматического полиамида мета-, параструктуры синтезирован из 30-70 мол.% 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола, 30-70 мол.% парафенилендиамина (метафенилендиамина) и 100 мол.% терефталоилхлорида (изофталоилхлорида).The claimed technical result is achieved by a method of dyeing meta, para-aramid fibers, including the introduction of a solution of an acidic metal-containing dye in an aprotic amide solvent at the stage of polymer synthesis or after the end of polymer synthesis, followed by spinning the fiber from the solution by a wet or dry-wet method, followed by heat treatment at 180-400 ° C for 5-120 minutes, while the mass fraction of the dye is 0.5-5.0% by weight of the polymer. In this case, the acidic metal-containing dye is represented by the general formula Me (-O-) 2 Cr (-SO 3 Na) n , where Me is the metal ion of chromium, cobalt, copper, nickel; n is the number of sulfo groups from 0 to 2. For example, Ostalan Black S-RQ, Ostalan Brown PN (Mixture), Ostalan Gray BL, Ostalan Gray PN (Mixture), Lanegal Green G, Lanegal Blask B (Mixture), Lanegal Red 2В ( Mixture), Lanegal Blue 2R. In this case, as an aprotic amide solvent, for example, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylsulfoxide can be used. In this case, a polymer from an aromatic polyamide of the meta, para structure was synthesized from 30-70 mol.% 5 (6) -amino-2-paraaminophenylbenzimidazole, 30-70 mol.% Paraphenylenediamine (metaphenylenediamine) and 100 mol.% Terephthaloyl chloride (isophthaloyl chloride).

Вышеуказанные и другие задачи, особенности, преимущества, а также техническая значимость данного изобретения будут более понятны из нижеследующего подробного описания изобретения и примеров его осуществления.The above and other objects, features, advantages, as well as the technical significance of the present invention will be better understood from the following detailed description of the invention and examples of its implementation.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯCARRYING OUT THE INVENTION

Способ 1. Введение красителя на стадии синтеза полимераMethod 1. Introduction of a dye at the stage of polymer synthesis

Пример 1Example 1

Раствор красителя Lanegal Blaсk B (Mixture) в апротонном растворителе (диметилацетамиде) вводят в раствор диаминов 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола (2,8361 моль / 70% мольных) и парафенилендиамина (1,2155 моль / 30% мольных), количество красителя составляет 0,5% (7,58 г) от массы получаемого полимера, далее вводят кислотную составляющую терефталоилхлорид (4,0515 моль).A solution of Lanegal Blask B (Mixture) dye in an aprotic solvent (dimethylacetamide) is introduced into a solution of diamines 5 (6) -amino-2-paraaminophenylbenzimidazole (2.8361 mol / 70% mol) and paraphenylenediamine (1.2155 mol / 30% mol) , the amount of dye is 0.5% (7.58 g) by weight of the resulting polymer, then the acidic component terephthaloyl chloride (4.0515 mol) is introduced.

Арамидную нить, сформованную мокрым способом из окрашенного в массе полимера термообрабатывают при температуре 180°С в течение 120 минут.Wet-spun aramid thread from a mass-dyed polymer is heat treated at 180 ° C for 120 minutes.

Пример 2Example 2

Раствор красителя Ostalan Brown PN (Mixture), в апротонном растворителе (диметилсульфоксиде) вводят в раствор диаминов 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола (2,0258 моль / 50% мольных) и парафенилендиамина (2,0258 моль / 50% мольных), количество красителя составляет 1,0% (14,22 г) от массы получаемого полимера, далее вводят кислотную составляющую терефталоилхлорид (4,0515 моль).A solution of the Ostalan Brown PN dye (Mixture), in an aprotic solvent (dimethyl sulfoxide), is introduced into a solution of diamines 5 (6) -amino-2-paraaminophenylbenzimidazole (2.0258 mol / 50% mol) and paraphenylenediamine (2.0258 mol / 50% mol ), the amount of dye is 1.0% (14.22 g) of the mass of the resulting polymer, then the acidic component terephthaloyl chloride (4.0515 mol) is introduced.

Арамидную нить, сформованную мокрым способом из окрашенного в массе полимера термообрабатывают при температуре 300°С в течение 60 минут.Wet-spun aramid thread from a mass-dyed polymer is heat treated at 300 ° C for 60 minutes.

Пример 3Example 3

Раствор красителя Ostalan Black S-RQ в апротонном растворителе (диметилформамиде) вводят в раствор диаминов 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола (1,21545 моль / 30% мольных) и парафенилендиамина (2,83605 моль / 70% мольных), количество красителя составляет 1,5% (19,92 г) от массы получаемого полимера, далее вводят кислотную составляющую терефталоилхлорид (4,0515 моль).A solution of the Ostalan Black S-RQ dye in an aprotic solvent (dimethylformamide) is introduced into a solution of diamines 5 (6) -amino-2-paraaminophenylbenzimidazole (1.21545 mol / 30% mol) and paraphenylenediamine (2.83605 mol / 70% mol), the amount of dye is 1.5% (19.92 g) by weight of the resulting polymer, then the acidic component terephthaloyl chloride (4.0515 mol) is introduced.

Арамидную нить, сформованную сухо-мокрым способом из окрашенного в массе полимера термообрабатывают при температуре 400°С в течение 5 минут.Aramid thread, formed by the dry-wet method from a polymer dyed in the mass, is heat treated at a temperature of 400 ° C for 5 minutes.

Пример 4Example 4

То же, что в примере 1, отличается тем, что вместо парафенилендиамина используют метафенилендиамин, кислотная составляющая - изофталоилхлорид, а так же используется раствор красителя Ostalan Grey BL, количество красителя составляет 2,0 % (30,32 г) от массы получаемого полимера.The same as in example 1, differs in that instead of paraphenylenediamine, metaphenylenediamine is used, the acid component is isophthaloyl chloride, and a solution of the Ostalan Gray BL dye is used, the amount of dye is 2.0% (30.32 g) of the mass of the resulting polymer.

Пример 5Example 5

То же, что в примере 2, отличается тем, что вместо парафенилендиамина используют метафенилендиамин, кислотная составляющая - изофталоилхлорид, а так же используется краситель Ostalan Grey PN (Mixture), количество красителя составляет 2,5% (35,55 г) от массы получаемого полимера.The same as in example 2, differs in that instead of paraphenylenediamine, metaphenylenediamine is used, the acid component is isophthaloyl chloride, and the dye Ostalan Gray PN (Mixture) is also used, the amount of dye is 2.5% (35.55 g) of the mass obtained polymer.

Пример 6Example 6

То же, что в примере 3, отличается тем, что вместо парафенилендиамина используют метафенилендиамин, кислотная составляющая - изофталоилхлорид, а так же используется краситель Lanegal Blue 2R, количество красителя составляет 4,0% (53,12 г) от массы получаемого полимера.The same as in example 3, differs in that instead of paraphenylenediamine, metaphenylenediamine is used, the acid component is isophthaloyl chloride, and Lanegal Blue 2R dye is also used, the amount of dye is 4.0% (53.12 g) of the mass of the resulting polymer.

Пример 7Example 7

То же, что в примере 1, отличается тем, что используется краситель Lanegal Green G, количество красителя составляет 3,5% (53,06 г) от массы получаемого полимера.The same as in example 1, differs in that the dye Lanegal Green G is used, the amount of dye is 3.5% (53.06 g) by weight of the resulting polymer.

Пример 8Example 8

То же, что в примере 2, отличается тем, что количество красителя составляет 4,5% (63,99 г) от массы получаемого полимера.The same as in example 2, differs in that the amount of dye is 4.5% (63.99 g) by weight of the resulting polymer.

Пример 9.Example 9.

То же, что в примере 3, отличается тем, что количество красителя составляет 5,0% (66,4 г) от массы получаемого полимера.The same as in example 3, differs in that the amount of dye is 5.0% (66.4 g) by weight of the resulting polymer.

Пример 10Example 10

То же, что в примере 1, отличается тем, что используется краситель Lanegal Red 2В (Mixture), количество красителя составляет 3,0% (45,48 г) от массы получаемого полимера.The same as in example 1, differs in that the dye Lanegal Red 2B (Mixture) is used, the amount of the dye is 3.0% (45.48 g) by weight of the resulting polymer.

Способ 2. Введение красителя после окончания синтеза полимера.Method 2. Introduction of the dye after the end of the polymer synthesis.

Пример 11Example 11

Раствор красителя Ostalan Brown PN (Mixture в апротонном растворителе (диметилформамиде) вводят в раствор полимера после окончания синтеза, количество красителя составляет 0,5% (7,58 г) от массы полимера.A solution of the Ostalan Brown PN dye (Mixture in an aprotic solvent (dimethylformamide) is introduced into the polymer solution after the end of the synthesis, the amount of the dye is 0.5% (7.58 g) of the polymer weight.

Арамидную нить, сформованную мокрым способом из окрашенного в массе полимера, термообрабатывают при температуре 180°С в течение 120 минут.Aramid yarn, wet-spun from a mass-dyed polymer, is heat treated at 180 ° C for 120 minutes.

Пример 12Example 12

То же, что в примере 11, отличается тем, что используется краситель Ostalan Black S-RQ, арамидную нить, сформованную мокрым способом из окрашенного в массе полимера, термообрабатывают при температуре 300°С в течение 60 минут.The same as in example 11, differs in that the dye Ostalan Black S-RQ is used, the aramid thread, wet-spun from the polymer dyed in the mass, is heat treated at a temperature of 300 ° C for 60 minutes.

Пример 13Example 13

То же, что в примере 11, отличается тем, что используется краситель Ostalan Grey BL, арамидную нить, сформованную сухо-мокрым способом из окрашенного в массе полимера, термообрабатывают при температуре 400°С в течение 5 минут.The same as in example 11, differs in that the dye Ostalan Gray BL is used, an aramid thread, formed by a dry-wet method from a polymer dyed in the mass, is heat treated at a temperature of 400 ° C for 5 minutes.

Пример 14Example 14

То же, что в примере 11, отличается тем, что используется краситель Ostalan Grey PN (Mixture), количество красителя составляет 1,0% (15,16 г) от массы полученного полимера.The same as in example 11, differs in that the dye Ostalan Gray PN (Mixture) is used, the amount of the dye is 1.0% (15.16 g) by weight of the obtained polymer.

Пример 15Example 15

То же, что в примере 12, отличается тем, что используется краситель Lanegal Green G, количество красителя составляет 2,0% (30,32 г) от массы полученного полимера. The same as in example 12, differs in that the dye Lanegal Green G is used, the amount of the dye is 2.0% (30.32 g) of the weight of the obtained polymer.

Пример 16Example 16

То же, что в примере 13, отличается тем, что используется краситель Lanegal Blaсk B (Mixture), количество красителя составляет 2,5% (37,90 г) от массы полученного полимера.The same as in example 13, differs in that the dye Lanegal Blac B (Mixture) is used, the amount of dye is 2.5% (37.90 g) by weight of the obtained polymer.

Пример 17Example 17

То же, что в примере 11, отличается тем, что используется краситель Lanegal Red 2В (Mixture), количество красителя составляет 3,0% (45,48 г) от массы полученного полимера.The same as in example 11, differs in that the dye Lanegal Red 2B (Mixture) is used, the amount of the dye is 3.0% (45.48 g) by weight of the obtained polymer.

Пример 18Example 18

То же, что в примере 12, отличается тем, что используется краситель Lanegal Blue 2R, количество красителя составляет 3,5% (53,06 г) от массы полученного полимера. The same as in example 12, differs in that the dye Lanegal Blue 2R is used, the amount of dye is 3.5% (53.06 g) of the weight of the obtained polymer.

Пример 19Example 19

То же, что в примере 13, отличается тем, что количество красителя составляет 4,0% (60,64 г) от массы полученного полимера.The same as in example 13, differs in that the amount of dye is 4.0% (60.64 g) by weight of the obtained polymer.

Пример 20Example 20

То же, что в примере 12, отличается тем, что количество красителя составляет 5,0% (75,8 г) от массы полученного полимера. The same as in example 12, differs in that the amount of dye is 5.0% (75.8 g) by weight of the obtained polymer.

Испытание на устойчивость к стирке окрашенных арамидных нитей из них провели в соответствии с ГОСТ 9733.4-83. Испытание устойчивости окраски к трению проводили по ГОСТ 9733.27-83.The test for the resistance to washing of dyed aramid yarns from them was carried out in accordance with GOST 9733.4-83. The test of color fastness to friction was carried out in accordance with GOST 9733.27-83.

Стойкость окраски окрашенных арамидных нитей, полученных согласно примерам 1-20, к стирке и сухому трению представлена в таблице 1.The color fastness to washing and dry abrasion of the dyed aramid yarns obtained according to Examples 1-20 is shown in Table 1.

Таблица 1. Стойкость окраски арамидных нитей к стирке и сухому трению.Table 1. Color fastness of aramid yarns to washing and dry friction.


п.п.
No.
p.p.
Способ крашенияDyeing method Устойчивость окраски к стиркам в баллах по 5-ти бальной шкалеColor fastness to washing in points on a 5-point scale Устойчивость окраски к сухому трениюColor fastness to dry friction
Краситель черныйDye black Краситель серыйDye gray Краситель зеленыйDye green Краситель черныйDye black Краситель серыйDye gray Краситель зеленыйDye green 1one Как в примере 1As in example 1 5/5/5 5/5/5 5/5/5 5/5/5 5/5/5 5/5/5 5five 5five 5five 22 Как в примере 2As in example 2 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 33 Как в примере 3As in example 3 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 4four Как в примере 4As in example 4 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 5five Как в примере 5As in example 5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 66 Как в примере 6As in example 6 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 77 Как в примере 7As in example 7 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 88 Как в примере 8As in example 8 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 99 Как в примере 9As in example 9 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 10ten Как в примере 10As in example 10 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 11eleven Как в примере 11As in example 11 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 1212 Как в примере 12As in example 12 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 13thirteen Как в примере 13As in example 13 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 1414 Как в примере 14As in example 14 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 1515 Как в примере 15As in example 15 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 1616 Как в примере 16As in example 16 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 1717 Как в примере 17As in example 17 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 18eighteen Как в примере 18As in example 18 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 1919 Как в примере 19As in example 19 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five 2020 Как в примере 20As in example 20 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5/5/55/5/5 5five 5five 5five

Примеры, приведенные в таблице, иллюстрируют получение равномерных интенсивных и устойчивых к трению окрасок. Используемые марки красителей устойчивы к действию растворителя, используемого для приготовления раствора полимера, и высоких температур в режимах термической имидизации.The examples in the table illustrate the production of uniform, intense and friction-resistant paints. The used brands of dyes are resistant to the action of the solvent used to prepare the polymer solution and high temperatures in thermal imidization modes.

Физико-механические характеристики термообработанных нитей, окрашенных кислотными металлосодержащими красителями на стадии синтеза или после синтеза полимера, и для сравнения неокрашенных термообработанных нитей, представлены в таблице 2.Physicomechanical characteristics of heat-treated filaments dyed with acidic metal-containing dyes at the stage of synthesis or after polymer synthesis, and for comparison of unpainted heat-treated filaments, are presented in Table 2.

Таблица 2. Физико-механические характеристики окрашенных нитей, полученных согласно примерам 1-20.Table 2. Physical and mechanical characteristics of the dyed yarns obtained according to examples 1-20.

Нить получена Thread received Линейная плотность нити, тексLinear density of a thread, tex Удельная разрывная нагрузка, сН/тексSpecific breaking load, cN / tex Удлинение при разрыве, %Elongation at break,% Модуль упругости, ГПаElastic modulus, GPa Удельная работа разрыва, Дж/тексSpecific work of breaking, J / tex Неокрашенная пара-арамидная нитьUnpainted para-aramid thread 29,229.2 289 289 3,03.0 146146 4949 Неокрашенная мета-арамидная нитьUnpainted meta-aramid thread 29,429.4 212212 2,42.4 104104 3232 Как в примере 1As in example 1 29,129.1 279279 2,72.7 144144 4646 Как в примере 2As in example 2 29,429.4 280280 2,82.8 147147 4949 Как в примере 3As in example 3 29,329.3 270270 2,62.6 135135 4444 Как в примере 4As in example 4 29,629.6 217217 2,32,3 109109 3232 Как в примере 5As in example 5 29,529.5 210210 2,32,3 106106 3232 Как в примере 6As in example 6 29,229.2 190190 2,22.2 106106 2929 Как в примере 7As in example 7 29,329.3 274274 2,72.7 140140 4444 Как в примере 8As in example 8 29,429.4 280280 2,92.9 144144 4646 Как в примере 9As in example 9 29,329.3 278278 2,62.6 140140 4444 Как в примере 10As in example 10 29,329.3 269269 2,62.6 139139 4444 Как в примере 11As in example 11 29,229.2 276276 2,72.7 143143 4444 Как в примере 12As in example 12 29,329.3 274274 2,72.7 139139 4444 Как в примере 13As in example 13 29,129.1 282282 2,82.8 145145 4949 Как в примере 14As in example 14 29,229.2 268268 2,62.6 138138 4343 Как в примере 15As in example 15 29,129.1 280280 2,82.8 146146 4949 Как в примере 16As in example 16 29,429.4 277277 2,82.8 144144 4848 Как в примере 17As in example 17 29,329.3 274274 2,72.7 140140 4545 Как в примере 18As in example 18 29,229.2 269269 2,62.6 139139 4343 Как в примере 19As in example 19 29,129.1 280280 2,82.8 145145 4949 Как в примере 20As in example 20 29,329.3 278278 2,82.8 144144 4848

Таким образом, в процессе окрашивания арамидных нитей на стадии синтеза или после синтеза полимера кислотными металлосодержащими красителями сохраняются высокие физико-механические характеристики окрашенных нитей на уровне не ниже исходной нити. Поскольку красящее вещество равномерно распределяется в полимере еще до образования нитей, получаемые окраски отличаются исключительной устойчивостью ко всем видам физико-химических воздействий и высокой ровнотой.Thus, in the process of dyeing aramid threads at the stage of synthesis or after the synthesis of the polymer with acidic metal-containing dyes, high physicomechanical characteristics of the dyed threads are maintained at a level not lower than the original thread. Since the dye is evenly distributed in the polymer even before the filaments are formed, the resulting dyes are distinguished by exceptional resistance to all types of physical and chemical influences and high evenness.

Claims (4)

1. Способ крашения мета-, параарамидных волокон, включающий введение раствора кислотного металлосодержащего красителя в апротонном амидном растворителе на стадии синтеза полимера или после окончания синтеза полимера с последующим формованием волокна из раствора мокрым или сухомокрым способом с последующей термообработкой при 180-400 °С в течение 5-120 мин, при этом массовая доля красителя составляет 0,5-5,0 % от массы полимера.1. A method of dyeing meta-, para-aramid fibers, including the introduction of a solution of an acidic metal-containing dye in an aprotic amide solvent at the stage of polymer synthesis or after the end of polymer synthesis, followed by spinning the fiber from a solution by a wet or dry-wet method, followed by heat treatment at 180-400 ° C for 5-120 minutes, while the mass fraction of the dye is 0.5-5.0% by weight of the polymer. 2. Способ по п. 1, в котором кислотный металлосодержащий краситель представлен общей формулой Ме(-О-)2Кр(-SO3Na)n, где Me – ион металла хрома, кобальта, меди, никеля; n – количество сульфогрупп от 0 до 2.2. The method according to claim 1, in which the acidic metal-containing dye is represented by the general formula Me (-O-) 2 Cr (-SO 3 Na) n , where Me is a metal ion of chromium, cobalt, copper, nickel; n is the number of sulfo groups from 0 to 2. 3. Способ по пп. 1, 2, в котором апротонный амидный растворитель выбран из группы диметилацетамид, диметилформамид, диметилсульфоксид.3. The method according to PP. 1, 2, in which the aprotic amide solvent is selected from the group of dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylsulfoxide. 4. Способ по пп. 1-3, в котором полимер из ароматического полиамида мета-, параструктуры синтезирован из 30-70 мол.% 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола, 30-70 мол.% парафенилендиамина или метафенилендиамина и 100 мол.% терефталоилхлорида или изофталоилхлорида.4. The method according to PP. 1-3, in which a polymer of an aromatic polyamide meta, parastructure is synthesized from 30-70 mol.% 5 (6) -amino-2-paraaminophenylbenzimidazole, 30-70 mol.% Paraphenylenediamine or metaphenylenediamine and 100 mol.% Terephthaloyl chloride or isophthaloyl chloride ...
RU2020134847A 2020-10-23 2020-10-23 Method for dying aramide fiber RU2744118C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134847A RU2744118C1 (en) 2020-10-23 2020-10-23 Method for dying aramide fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134847A RU2744118C1 (en) 2020-10-23 2020-10-23 Method for dying aramide fiber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2744118C1 true RU2744118C1 (en) 2021-03-02

Family

ID=74857695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020134847A RU2744118C1 (en) 2020-10-23 2020-10-23 Method for dying aramide fiber

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2744118C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0478301B1 (en) * 1990-09-28 1995-06-21 Springs Industries Inc. Method for dyeing fibrous material
RU2210649C2 (en) * 2001-05-10 2003-08-20 Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт полимерных волокон с опытным заводом Aramide fiber dyeing method
RU2255160C1 (en) * 2004-06-15 2005-06-27 Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина Method of dyeing metha-para-aramidebenzimidazole fibers
WO2019212703A1 (en) * 2018-05-03 2019-11-07 Milliken & Company Textile materials containing aramid fibers and dyed polyphenylene sulfide fibers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0478301B1 (en) * 1990-09-28 1995-06-21 Springs Industries Inc. Method for dyeing fibrous material
RU2210649C2 (en) * 2001-05-10 2003-08-20 Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт полимерных волокон с опытным заводом Aramide fiber dyeing method
RU2255160C1 (en) * 2004-06-15 2005-06-27 Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина Method of dyeing metha-para-aramidebenzimidazole fibers
WO2019212703A1 (en) * 2018-05-03 2019-11-07 Milliken & Company Textile materials containing aramid fibers and dyed polyphenylene sulfide fibers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4755335A (en) Method of improving impregnation of poly (meta-phenylene isophthalamide) fibers
Zheng et al. Investigations on the effect of carriers on meta-aramid fabric dyeing properties in supercritical carbon dioxide
RU2658246C2 (en) Color organic fiber, fabric and sewn products and also method of fabrics obtaining
JP4804590B1 (en) Meta-type wholly aromatic polyamide fiber
CN87103493A (en) Continuous dyeing method of poly (m-phenylene isophthalamide) fiber
US5447540A (en) Method of dyeing a high heat-resistant synthetic fiber material
KR100762952B1 (en) Para type aramid fiber and method for dyeing of the same
CA3098119C (en) Textile materials containing aramid fibers and dyed polyphenylene sulfide fibers
RU2744118C1 (en) Method for dying aramide fiber
JP5774896B2 (en) Dyeing fabric containing aramid fiber and dyeing method
US9580863B2 (en) Process for obtaining low residual aramid materials
RU2362851C1 (en) Method of dying aramid fibre
JP2019073834A (en) Flame-retardant fabric and textile products
EP0228224B1 (en) Aromatic polyamide fibers and processes for making such fibers
JP5243230B2 (en) Totally aromatic polyamide fiber structure
KR100190932B1 (en) Method of dyeing a high heat-resistant synthetic fiber material
JP2009074197A (en) Wholly aromatic polyamide fiber structure and treating method
JP2022003177A (en) Dyed fabric and textile product
JP2011042907A (en) Colored wholly aromatic polyamide fiber and method for producing the same
CA3042500A1 (en) Textile materials containing dyed polyphenylene sulfide fibers and methods for producing the same
Yoo et al. Pretreatments for improving the dyeability of p-aramid fibers
JP2011252247A (en) Aramid fiber with improved brightness and producing method of the same
JP4373659B2 (en) Method for dyeing para-aramid fiber structures
JP2001181986A (en) Method for dyeing para-aramid fiber and para-aramid fiber dyed by the method
RU2158793C1 (en) Composition for dyeing materials based on aromatic heterocyclic polymers