錦綸66染色研究及進展

關鍵詞：錦綸66；上染率；勻染性；生產工藝；染色技術；母粒改性

中圖分類號：TS190.645 文獻標志碼：A 文章編號：1001－7003（2025）08-0070－10

DOI：10.3969/j.issn.1001-7003.2025.08.009

錦綸是一類分子主鏈上含有酰胺基團（CONH）的高分子聚合物，因此國際上通常稱其為聚酰胺或尼龍。1937年，美國杜邦公司公布了首個關于錦綸纖維制備的專利，并在隨后兩年內逐步實現了工業化生產[1]。目前，應用廣泛且開發成熟的錦綸纖維主要包括錦綸6和錦綸 66^[2] 。相較于錦綸6，錦綸66因其卓越的性能在人們日常生活中得到廣泛應用。在工業領域，錦綸66因其具有較高的斷裂強度、韌性、耐磨性和耐疲勞性，被應用于軍工產品、安全氣囊、工業濾網等產品中。在民用方面，錦綸66因結構緊密、密度高，用作羽絨服面料可有效防止絨毛外鉆。同時，它還具備質地輕柔，垂墜性良好，透氣吸濕、低溫下回彈性優異等特性，在沖鋒衣、登山服、瑜伽褲等戶外和運動服飾領域深受消費者青睞[3]。隨著生活水平的日益提高，消費者對成品服飾的時尚性要求越來越高，這對錦綸66的染色性能提出了更高要求。然而，盡管錦綸66在多數性能方面優于錦綸6，但其上染率低和勻染性差的問題卻是制約其應用推廣的一大難題。

錦綸66的染色難題主要體現在其上染率低和勻染性不佳兩個方面。從錦綸的染色機理層面剖析，酸性和中性染料與錦綸的結合位點位于其長鏈分子的端氨基上。在染色工藝過程中，纖維上的端氨基首先在酸浴中發生質子化作用，即吸附氫離子而帶上正電荷。隨后，質子化的端氨基通過離子鍵的方式與帶有負電荷的酸性染料或中性染料分子發生相互作用并結合，從而實現染色效果[4-5]。基于這一機理，在特定條件下，通過提高錦綸66的端氨基含量，增加染料結合位點的數量，理論上可以提高纖維的染色速率和最終的上染率。

圖1呈現了錦綸6與錦綸66的結構及其對應的聚合生產原料。在兩種化學合成纖維的制備過程中，錦綸6是通過己內酰胺的聚合反應制得，其基本重復單元為 HN（CH₂）₅CO] 該單元含有6個碳原子，相對分子質量為113。相應地，錦綸66則是由己二酸與己二胺通過縮聚反應合成，其基本重復單元為 ΔHN（CH₂）₆NHCO（CH₂）₄CO] ，該單元含有12個碳原子，相對分子質量為 226 。值得注意的是，盡管錦綸6與錦綸66的基本單元在碳原子數及相對分子質量上存在差異，但在實際纖維制造過程中，錦綸6的聚合度通常控制在約200，而錦綸66的聚合度一般在約100，這使得它們的成纖相對分子質量均落在 18000～28000 。因此，錦綸6的鏈節數量約為錦綸66的兩倍，自然導致其氨基含量也更多。從這一理論層面分析，錦綸6相較于錦綸66具有更高的染料吸附潛力，預計其吸附量約為錦綸66的兩倍。然而，在實際染色應用中，這兩種纖維所展現的色差卻相當微小。這一現象可能歸因于錦綸66分子結構的特殊性，其鏈節相對較長，且富含能與染料分子形成氫鍵的基團（如-NHCO-），這些基團通過氫鍵和范德華力等分子間相互作用，有效增強了錦綸66的上染性能[6]

圖1錦綸6和錦綸66基本鏈節結構

Fig.1Basic link structure of nylon6 and nylon66

另一方面，纖維的染色主要集中在其非結晶區，結晶區的占比對染色難易程度具有顯著影響，具體表現為結晶區比例越大則染料分子的滲透與結合過程愈發困難，進而加劇了染色的難度。從結晶度的角度分析，錦綸66相較于錦綸6呈現更為致密的結構，其非結晶區占比較小。這一結構特征導致在染色過程中，錦綸66對染料的飽和吸收量相對較低。在相同的冷卻條件下，對比從熔點以恒定速率冷卻至玻璃化轉變溫度時所測得的相對結晶度可知，錦綸66的結晶度顯著高于錦綸6，約為其兩倍。具體而言，錦綸6的最大結晶度為0.35，而錦綸66則可達 0.70^[7] 。這表明錦綸66的分子鏈排列更為規整，形成了更高比例的結晶區，從而對其染色性能和物理特性產生了影響。

因此，錦綸66獨特的結構特征導致其纖維在染色過程中面臨諸多困難。紡絲過程中的冷卻與成型階段的任何細微變化，都可能引起纖維染色均勻性的顯著變化，這一問題在錦綸66的當前生產中普遍存在，并嚴重制約了纖維的品質及市場推廣前景。然而，目前針對錦綸66染色的研究大多局限于生產制造、染整工藝或改性技術等單一維度，較少有從其全產業周期角度進行系統研究的報道。鑒于此，本文梳理了自錦綸66產業化以來，國內外關于其染色研究的相關文獻，從提高其上染率和勻染性兩個層面出發，結合錦綸66從原料到成品的全產業鏈工藝流程，系統總結并分析了錦綸66的染色研究現狀及進展，旨在為錦綸66染色性能的提升及產品品質的優化提供研究思路。

1染色工藝調整

錦綸66相較于錦綸6，其分子間氫鍵數量更為眾多，這一特性直接導致錦綸66具有更高的熔點及更多的結晶區。在成纖過程中，錦綸66的分子排列更為緊密，使得染料分子在纖維表面的遷移性降低，同時滲透難度增加，進一步造成了錦綸66與錦綸6在染色性能上的差異[8]。錦綸66市場化推廣初期，其染色問題便已受到關注。早期，科研人員多從染整工藝方面進行調整，因其是錦綸上市前的最后環節，對染色效果具有最直接的影響。染整工藝對錦綸66的上染率和勻染性都產生最直接的影響。在染整工藝中，恰當地選擇染料及其配套助劑，并精確調控染浴的pH值、升溫速率、保溫溫度及保溫時間等關鍵染色參數，對于提升錦綸66的上染效率和勻染性能具有顯著效果。通過優化這些工藝條件，可以在一定程度上解決錦綸66在上染過程中出現的上染率低及勻染效果不佳的問題，進而提高染色品質。

1.1染料選擇

染料的選擇對錦綸66的染色上染率和勻染性都具有顯著影響。在選取染料的過程中，鑒于錦綸66分子結構富含大量的非極性碳氫鏈段和極性官能團（包括氨基、羧基和酰胺基），其對多種染料展現出廣泛的相容性。然而，不同染料在錦綸66上的染色效果存在顯著差異，因此需根據產品的具體需求進行甄選，包括色澤深淺、染色均勻性、對底色的遮蓋能力、色彩鮮艷度及色牢度等指標。常用染料類型包括活性染料、分散染料、中性染料及部分弱酸性染料[9]。鑒于錦綸66的端氨基含量相對較低，其染料結合位點有限，導致染色飽和值偏低。為實現實際生產中的深濃染色效果，通常需要兩只或兩只以上染料進行拼色[10]。在此情況下，必須充分考慮染料間的配伍性，并預先做好小樣對比實驗。不同染料間很可能存在競染現象，若控制不當，將導致染色不勻，進而引發色花問題。

1.2 助劑選擇

染料的上染速率過快，或者其遷移能力不足，均會對染色的均勻度及遮蓋力產生負面影響，進而降低勻染性和蓋染效果。根據錦綸66端氨基易與酸性染料結合的染色機理，在實際工業化生產中，通常采用弱酸性或中性染料，這些染料具有較好的濕處理牢度和較高的上染效率。然而，其高親和力特性卻降低了染色過程中的遷移性和勻染性，對最終蓋染效果產生不良影響，尤其是在藍、灰、棕等深色調的染色中，這一現象尤為顯著[11]。為解決此問題，合理選用助劑至關重要。助劑能夠有效減緩染料的上染速率，并削弱染料與纖維間的相互作用，從而增強染料在纖維內部的遷移能力。

助劑主要分為纖維親和性助劑和染料親和性助劑兩大類。纖維親和性助劑攜帶有負電荷，與染料所帶的電荷性質相同，在染色過程中兩者會相互競爭纖維表面的結合位點，進而減緩染料的上染速率。通常，這類助劑吸附速率快于染料，能夠優先占據纖維的結合位點，當染色條件達到特定水平時，助劑與纖維之間的相互作用逐漸減弱，隨后被染料所取代，實現染料均勻分布。LyogenP和胰加膘T均屬于這類助劑。染料親和性助劑對染料具有更高結合傾向，在染色過程中傾向于與染料形成膠體締合物，以降低染料瞬染速率。染料吸附至纖維表面后，助劑與染料相互作用，增強已吸附染料在纖維上的移動性，進而促進染料的均勻分布，實現了勻染效果。平平加、勻染劑OP及弱陽離子助劑等均屬此類助劑。需注意的是，助劑使用量應控制在適宜范圍內，過量使用可能阻礙染料在纖維表面吸附，甚至導致已吸附染料解吸，對最終染色效果產生負面影響。圖2為多種錦綸66染色中常用的助劑分子結構。

1.3染浴pH值

染浴pH值對錦綸66的最終上染率具有顯著影響。由于錦綸66的端氨基含量相對較低，其上染率亦較低，進而增強了對酸性條件的依賴性。為獲得更好的染色效果，通常需在染色配方中增加醋酸的用量及染料的投入。據文獻所述，錦綸6的適宜染浴pH值約為5，而錦綸66的適宜染浴pH值則約為4。為提高錦綸66的勻染性能，在染色初期通常將染浴pH值保持在6左右，待染色進行到中途時再加入酸液，將pH值調節至4左右。相關文獻報道了不同染浴pH值條件下錦綸66的上染情況差異[12]，具體結果如表1所示。

1.4提高染溫

提高染色溫度并精準控制升溫速率，可有效提高錦綸66的上染率。同時，在提高染色溫度的過程中，加強染液循環并適當延長保溫時間，能夠在一定程度上改善錦綸66的勻染性能。該工藝調整的核心機理在于通過適度提升染色溫度，增大纖維的膨脹度，為染料分子提供更多滲透至纖維內部并與活性位點結合的機會，進而提升上染效率。然而，值得注意的是，錦綸66的耐熱穩定性相對有限。因此，在操作過程中，必須將溫度嚴格控制在 ^130‰ 以下，以避免過高的溫度導致錦綸66強度減弱，進而影響最終產品的性能。在工業生產實踐中，應特別注意在提高染溫的同時加強染液循環，以確保纖維的勻染性能，否則易產生色花現象。染色結束后，需待溫度降到 70‰ 以下再取出纖維，否則可能導致錦綸66手感發硬。在染色過程中，對升溫速率的精確調控至關重要，尤其在 70～ 90‰ 內，理想的升溫速率應控制在每分鐘升高 1‰ ，以確保染色效果及產品質量。相關文獻報道了不同染浴溫度對錦綸66上染情況的影響[13]，具體結果如表2所示。

表1七種活性染料在不同pH值上染錦綸66 織物的K/S值統計數據Tab.1Statistical data of K/S valueof nylon66 fabricdyedbysevenreactivedyesatdifferent pH values

1.5 排冷時間

染色工藝中排冷時間的調控對錦綸66的勻染性能具有顯著影響。在染整后處理工序中，需精準控制排冷時間。若排冷時間過短，殘留的冷空氣將與后續進入的水蒸氣產生熱交換，產生的冷凝水滴落在壞布表面，導致染色色漬的形成。同時，殘留的冷空氣還會引起溫度分布不均，進而造成錦綸66吸濕膨化過程的不均勻，最終引發色花、色塊等染色缺陷[14]

表2染色溫度對染色深度（皂煮后K/S值）的影響

Tab.2Effect of dyeing temperature on dyeing depth（K/Svalue after soap cooking）

1.6 后處理

染色結束后，為確保錦綸66染色的色牢度，通常需對其進行后處理。錦綸66在采用酸性染料染色后，可選用純丹寧進行后處理。純丹寧通過減緩染料在纖維內部的擴散速率，進而抑制染料從已染色纖維向未染色區域的遷移，從而有效提升濕處理色牢度及抗沾污性能[15-16]。一般而言，染料的解吸程度隨染料磺化度的提高而增加。經丹寧處理后，錦綸66的水洗色牢度及抗沾污性能得到顯著改善。

2生產工藝調節

纖維的生產工藝是決定染色效果的根本因素。面料的織造過程通常需同時使用多錠紗線。當前，國內熔融紡絲機以12頭紡為主，少數采用24頭紡。在織造過程中，即便采用同一廠家、同一批次的紗線，也可能因機臺差異或生產落筒時間的不同而產生差異。若單錠紗線間存在差異性，則必將導致織造后的成品布出現染色不勻現象。隨著錦綸66在民用紡絲領域的日益普及，市場對其染色品質的要求也越來越高。僅從后道染色環節入手，對于解決上染和勻染問題的效果有限。因此，學者們逐漸將研究重心從染色工藝的控制轉向生產制造環節，旨在通過改變其微觀結構來提升上染率和勻染性能。

錦綸66的制造過程主要包括聚合與紡絲兩大工藝階段。研究表明，錦綸66生產過程中工藝參數的波動及產品指標（如端氨基數、結晶度和纖度）的變動，均會對最終的染色效果產生顯著影響。從切片聚合到熔融紡絲的過程中，工藝參數的細微波動均可引發紡絲張力的變化，進而對卷繞后纖維的取向度和結晶度產生不良影響。因此，為改善錦綸66的染色性能，應在聚合階段嚴格控制錦綸66切片的端氨基含量，并合理調整紡絲生產工藝，以盡可能減小纖維分子取向度的波動。

2.1聚合

錦綸66的原料聚酰胺66切片，是通過己二胺與己二酸的聚合反應制得的產品。聚合過程的工藝條件對聚酰胺66切片的分子量、黏度、端羧基及端氨基含量具有決定性影響，對后續錦綸66染色性能的提升起著至關重要的作用。

據神馬實業股份有限公司的報道[17]，為調控端氨基含量，在縮聚反應初期，應控制反應環境的pH值保持在偏堿性范圍（7.98以上）。同時，為確保己二胺的有效濃度并防止其揮發，需提高反應釜壓力，以提升己二胺的沸點。縮聚反應進入中期階段時，需根據具體產品的性能需求，將預定量的二氧化鈦懸浮液及必要添加劑引入預聚體系中，并確保其均勻分散，以提高后續纖維產品的拉伸性能。縮聚反應后期，采用穩定的高壓蒸汽（ 1.0MPa 和 0.4MPa ），結合抽真空技術，去除反應過程中殘留或新生成的水分。此步驟有效提升了聚合物切片的相對黏度，使其達到理想的2.5～3.2，同時提高了聚合物的分子量，使得后續產品錦綸66的斷裂強度和斷裂伸長率保持在合理水平。在整個聚合工藝過程中，必須密切監測真空度的變化及液位的波動，以防止凝膠脫落對切片品質造成不良影響。

此外，結合實際的紡絲生產經驗，雖然提高錦綸66的端氨基含量可以增加染色結合位點，但過高的端氨基含量會導致錦綸66上染速率過快，反而不利于成品纖維的勻染。因此，生產過程中通常通過調整工藝，降低錦綸66的聚合度，使端氨基含量由 60.84mmol/kg 降低至 50.81mmol/kg 。這一調整可顯著提高錦綸66成品纖維的染色M率（染色均勻性比率），并在一定程度上延長組件的使用周期。表3為同一廠家生產的兩種不同端氨基含量切片在30d內的紡絲情況對比。

表3錦綸66切片物性和紡絲統計

Tab.3Statistics of physical properties and spinning conditions of nylon 66 chip

2.2 組件裝配

組件的裝配構成成分決定了其對熔體的過濾效能及計量泵的泵前、泵后壓力，進而對錦綸66成品纖維的紡絲性能、染色性能及其他物理性能指標產生顯著影響。在錦綸66紡絲工藝中，組件裝配采用了數目在60～160目的濾網，如圖3所示。其中，下層裝配由一層數目較大和一層目數較小的兩層過濾網及一層電焊網構成，以有效防止砂料泄露；金屬砂層上方再增設一層壓砂網，以形成致密的濾餅，進而提升熔體的過濾性能。據文獻18]報道，相較于海砂，砂杯填充過程中采用金屬砂能顯著提高組件的使用壽命，且所生產的錦綸66產品具有更優的均一性。目前，化纖企業在組件裝配中普遍采用金屬砂，且通過按一定比例混合粗細兩種金屬砂的方式，將組件的初始壓力調節至 14～17MPa_? 。具體而言，下層裝填細金屬砂，上層則疊加一層粗金屬砂，并確保粗細砂之間的接觸面保持平整。在錦綸66紡絲過程中，高壓促使熔體通過紡絲組件時，實現了機械能向熱能的轉換，從而確保熔體流動均勻并有效避免發生熱降解。紡絲組件的使用壽命因具體產品而異，一般約為7天。當組件壓力升高至 24MPa 時，需及時進行更換，以防止過高壓力所產生的熱能導致聚合物發生氧化降解，進而對纖維的斷裂強度、結構均勻性及染色性能產生不利影響。

2.3 紡絲溫度

適宜的紡絲溫度能夠在確保錦綸66具備優異可紡性的同時，提高其染色均勻性。若紡絲過程中溫度過低，將導致熔體流動性減弱，噴絲組件壓力增大，組件使用壽命縮短，進而增加組件更換頻率，影響生產的連續性。隨著溫度的升高，熔體的表觀黏度降低，流動性得以提升；然而，若溫度過高，則極易促使熔體發生氧化而泛黃，嚴重時甚至會引發熱降解，生成凝膠，進而導致纖維結構出現不均勻現象，如氣泡絲或注頭絲[9]的產生。因此，紡絲溫度過高或過低均會對錦綸66的紡絲連續性造成不利影響，導致其染色性能及其他物性指標下降。根據實際生產經驗，紡絲溫度應被精確控制在285～300‰ ，以確保熔體具有良好的均勻性、流動性及可紡性。同時，此溫度范圍還有助于提升產品的染色品質。

2.4 側吹風風速及溫度

圖4不同風速生產同規格紗線的染色情況對比 Fig.4Comparison of dyeing conditions of yarns of the same specifications produced by differentwind speeds

要想得到染色性能優異、色勻度高的錦綸66，控制其條干均勻度是至關重要的一環。在紡絲生產過程中，側吹風的風速與溫度是影響錦綸66條干均勻度的關鍵因素。聚合物由熔融態轉變成單絲的過程中，冷卻速度起著重要的作用[20]從染色性能來看，降低冷卻速度有利于減少纖維的結晶度和結晶尺寸，從而提升最終的上染率。從紡絲狀況來看，若風溫過低且風速過快，纖維單絲的冷卻速度過快，導致凝固點上移，使得單絲表層雖已凝固但內部仍處于半熔體狀態。當受到牽伸時，應力會集中在表層，易導致表層裂紋甚至斷頭。相反，若風溫過高且風速過慢，單絲的冷卻速度會過慢，固化時間增加，冷卻過程延長，易受到外界氣流等干擾因素的影響，導致條干不勻度增加，最終造成染色不勻。在實際錦綸66紡絲生產中，應將風溫控制在（ 18±1 ） C ，風速控制在（ 0.5± 0.02） m/s 。圖4為同一機臺使用相同原料生產的同規格紗線，其區別在于風速的不同。由圖4可以明顯觀察到，當風速較低、冷卻過程較長時，紗線染色更深。

2.5 含油率

在紡絲過程中，紡絲油劑能夠有效增強纖維的抱合力，減少纖維間的摩擦系數，進而降低斷頭率。在染色過程中，纖維表面覆蓋的油劑扮演了介質角色，其含量水平對染色劑在纖維表面的吸附量具有直接的決定性影響。油劑濃度過高會導致纖維對染色劑的吸收減少，致使染色后色澤偏淺；反之，若油劑濃度過低，則纖維會過度吸收染色劑，導致色澤偏深。無論是色澤偏淺還是偏深，均會對最終的染色均勻性造成不利影響。經過多次實驗驗證，當POY（預取向絲）類錦綸66的含油率控制在 0.6%～0.7% ，FDY（全拉伸絲）類錦綸66的含油率控制在 1.6%～1.7% 時，纖維的紡況穩定且染色均勻性最好。圖5為同一機臺采用相同原料生產的同規格紗線，唯一不同之處在于紗線含油率的不同，通過對比可以明顯看出，含油率較低的紗線染色后顏色更深。

圖5不同含油生產同規格紗線的染色情況對比 Fig.5Comparison of dyeing conditions of yarns of the samesize in different oil concentrations

2.6牽伸比及熱輥溫度

當采用酸性和分散性染料對錦綸66進行染色時，隨著牽伸比和熱定型溫度的變化，染料在纖維中擴散的行為也隨之變化。錦綸66在室溫條件下拉伸時，其結晶度保持不變，僅導致分子取向程度的增加。隨著牽伸比增加，纖維內部的無定形取向增加，染料擴散系數隨之下降[2I]。當牽伸比過低時，纖維染色偏淺，且染色飽和時間較短；而當牽伸比過大時，纖維染色偏深，但染色飽和時間延長，如圖6所示。另一方面，為了消除纖維在牽伸過程中產生的內應力，并確保其結構的穩定性，牽伸工序后會采用熱輥對纖維實施熱定型處理，以此調整其內部結構，進而提升其應用性能。在此過程中，穩定控制定形溫度至關重要，溫度的波動會直接影響纖維內部形態的變化，進而導致纖維對染料吸收不均勻，最終影響纖維的染色效果。根據實際生產經驗，不同下游應用的纖維，其最佳牽伸比和熱定型溫度存在差異，應根據產品規格選擇適宜的牽伸比 （1.0～3.0） 和熱定型溫度（ 150～200‰ ）。重要的是，在確定最佳生產溫度后，應控制溫度波動范圍小于 1‰ ，以有利于獲得勻染性良好的錦綸 ⁶⁶ 。

圖6不同牽伸比下錦綸66的染料吸收率隨時間的變化Fig.6Dye uptake versus time forPA 66 fibers drawntodifferent drawratios

混，最終生產得到具有特殊功能或色彩的成品纖維。根據發揮作用原理的不同，針對錦綸66染色性能提升的母粒改性可分為兩大類。一類是根據錦綸66與染料結合的機理，通過在纖維中引入不同的陰陽離子，以實現改性，提高上染率和勻染性。這類母粒通常本身無色或顏色較淺，主要在后續的染色過程中發揮作用。目前，報道較多的主要有稀土母粒和陰離子母粒。另一類主要是帶有各種顏色的色母粒，利用原液著色的方法，在熔融紡絲階段通過一定比例色母粒的加入直接給纖維上色，省去了后道染整工序。若能確保母粒具有較好的分散性和紡絲性能，該方法可顯著提升錦綸66的上染率和色勻度。

3.1 稀土母粒

中國蘊藏著豐富的稀土資源，這為稀王工業的深入開發與廣泛利用奠定了極為有利的自然條件基礎。稀土化合物在提高纖維染色性能方面已得到較為廣泛應用，涉及羊毛、真絲、晴綸、錦綸及滌綸等多種纖維類型，其在提升上染率、減少染料用量及增強織物色彩牢度等方面發揮了顯著作用。據文獻報道，經稀土（如氯化釹）改性的錦綸66相較于普通錦綸，在染色過程中表現出更快的上染速度和更高的上染率，可節省約 10% 的染料。其核心作用機理是稀土元素與染料分子內含有的磺酸基、羥基及氨基等官能團結合，進而生成一種難溶于水的鹽類。特別是對于染料分子中含有孤對電子的基團，稀土離子能夠與之產生微弱的絡合效應。在稀土改性的錦綸66染色工藝中，稀土離子的加入增強了染料與纖維之間的相互作用力，促使染料更穩固地吸附于纖維表面，從而提高染色的結合色牢度[22-23]。由表4可見，經稀土改性后的錦綸66展現出更高的上染率[24]

表4兩種纖維的上染率比較

Tab.4Comparison of dyeing rates of two kinds of fibers %

3母粒技術改性

20世紀80年代以來，母粒開發技術取得了迅速發展。簡而言之，母粒是通過在適宜的基底材料中添加過量的改性劑或顏料，并配以適當的分散劑，經加工而成的一種高濃度有效成分粒子。在熔融紡絲過程中添加一定比例的母粒與切片共

3.2 陰離子母粒

錦綸66因結構中含有氨基易與氫離子結合帶正電荷，所以在染色時常常以帶負電荷的酸性染料為主。因電荷的互相排斥作用，較少使用陽離子染料，這一問題大大限制了錦綸66的染色范圍。為了拓寬錦綸66的染料適用范圍，對其進行適度改性處理，在確保其民用纖維性能不受影響的基礎上，實現其與陽離子染料的有效結合。基于電荷吸引原理，成功研制出陰離子母粒改性的錦綸 ⁶⁶ 。

如文獻[25]報道了一種使用丙烯酸接枝改性的錦綸66，使用陽離子紅5BL在 95‰ 、弱酸性條件下染色時，染色過程符合Langmuir吸附方式，結果如表5所示。與未改性的錦綸66相比，改性后的錦綸66在使用陽離子染料染色時的上染速度更快，半染時間更短，擴散系數更大，染色親和力更強，色牢度也更高[26]。目前，除丙烯酸外，磺酸基團亦常被用作陰離子改性劑對化學纖維進行改性處理。關于磺酸基團改性的滌綸纖維，已有諸多文獻報道，且其色牢度表現優異[27]。此類改性拓寬了錦綸66的染料適用范圍，不再僅限于中性和酸性染料，從而提供了更為廣泛的染料選擇空間。

表5陽離子紅5BL對改性錦綸66的染色動力學參數

Tab.5Dyeing kineticsparameters of modified polyamide 66 withcationicred5BL

注：染色時間 1200s ，染色溫度 95‰ 。 G 表示接枝率； C_t 表示某個時刻纖維吸附染料量； c_∞ 表示達到平衡時纖維吸附染料量； D 表示擴散系數。

3.3 原液著色

原液著色技術利用色母粒制備彩色纖維，該技術省略了纖維后續的染整加工環節，有效降低了能源消耗，減少了污水排放，構成了一種環保的纖維染色方法。在確保色母粒與切片混合均勻的前提下，可制得上染率高、色勻度好、色牢度優的彩色纖維[28]。目前錦綸色母粒的生產多以錦綸6為主[29]，如圖7所示，且已有多種市場化推廣的錦綸6原液著色纖維，其色母粒具有優良可紡性，纖維色牢度高。隨著對錦綸66的不斷開發，錦綸66用色母粒的研究也在逐步發展，未來原液著色技術也將發展成為一種錦綸66彩色纖維生產的重要工藝。

錦綸66原液著色技術未來雖具有較大的發展前景，但目前還處于起步階段。當前，錦綸66用色母粒的生產廠商及相關研究報道尚顯匱乏，多數仍處于小中試階段。其發展緩慢的主要原因在于：1）錦綸66具有較高的熔紡溫度，對色粉及分散劑的熱穩定性提出了更高要求；2）錦綸66的黏度相較于錦綸6更大，因此對分散劑的分散效能有著更為嚴苛的需求；3）添加劑的粒徑大小及理化性質差異都可能對錦綸66的結晶性能產生影響，進而波及錦綸66成品纖維的物理性能及紡織加工周期。在色母粒的研發進程中，可紡性是一項至關重要的評估指標。多家錦綸紡絲企業目前已積極投入錦綸66色母粒的研發工作中。例如，其中一款錦綸66炭黑母粒已成功通過小中試生產驗證，各項指標良好，母粒和纖維照片如圖8所示。

4展望

過往，錦綸66因原料己二胺的生產技術被國外壟斷，致使纖維價格居高不下。盡管其性能卓越，但市場占有率相對較低。近年來，隨著國內己二胺技術的突破性進展，以及消費者對服飾舒適性需求的日益提升，錦綸66纖維有望迎來新一輪的迅猛發展。本文基于現有錦綸66染色研究的綜述與進展，綜合探討了錦綸66在三個產業周期中的改進工作。

首先，錦綸66初入市場之際，科研工作者主要從最直接的染色工藝因素著手，通過優化染料與助染劑的選擇，并調控弱酸性染浴的pH值及染色溫度，確保充分排冷，再輔以適宜的后處理工藝，有效提升了錦綸66的上染率和勻染性。然而，此類改進方法受限于原料的結構特性和產品質量穩定性，若原料品質較差或存在不均一性，僅憑染色工藝的改進，難以取得理想效果。

后來，隨著生產工藝的不斷進步，科研工作者開始從原料端出發，優化錦綸66的上染率和勻染性。他們通過調控錦綸66切片的聚合過程，將端氨基含量控制在約 50mmol/kg 。在紡絲過程中，嚴格控制溫度在 285～300‰ ，壓力在 14～17MPa 風溫在（ 18±1 ） C ，風速在（ 0.5±0.02 ） m/s 、含油率在 0.6% 0.7% （POY）或 1.6%～1.7% （FDY）。此外，在牽伸過程中，熱輥的溫度波動控制在 1‰ 之內。通過上述調整，從錦綸66的微觀結構層面在一定程度上調高了其上染率和勻染性。盡管此類技術優化能夠從成品纖維的品質層面提升錦綸66的上染率和勻染性，但對于因錦綸66自身分子組成特性所導致的染色問題，仍顯得力不從心。

近年來，隨著母粒技術的不斷進步，錦綸66的上染率和勻染性得到了顯著提升。然而，在功能改性母粒或色母粒的應用過程中，需要特別關注添加劑的耐熱性、穩定性、分散性及可紡性。錦綸66的紡絲溫度高達約 300‰ ，若添加劑缺乏足夠的耐熱性和穩定性，極易在生產過程中喪失其原有特性，從而無法達到預期的效果。分散性不佳可能導致有效成分分布不均，進而更易引發色花和橫條等缺陷。此外，若改性添加劑的粒徑過大或尺寸分布不均，將影響紡絲生產的連續性，增加斷頭和飄絲的發生頻率，嚴重時甚至可能導致無法卷繞成型。另外，原液著色技術在單一色彩產品方面雖展現出技術優勢，但對于具有復雜印花圖案的產品而言，則難以滿足其生產需求。

綜合上述三個研究方向，未來提升錦綸66的上染率和勻染性，重點應聚焦于以下幾個方面：1）基于錦綸66的染色機制，研發更多適用于錦綸66的染料及助染劑，并設計更為環保的印染工藝流程，以減少污水排放；2）優化錦綸66切片的聚合工藝，將切片中可萃取物含量降低至 0.2% 以下，減少紡絲過程中的單體析出，提升相對分子質量的分布均勻度，并將其控制在 21000～26000 的合理區間，同時確保端氨基含量均勻分布在 50～56mmol/kg ，相對黏度在2.5～2.8，且盡量減小波動，以提升成品切片的品質；3）改進紡絲機械設備，盡量減少紡絲過程的溫度、壓力、風溫和風速波動，優化工藝參數設置，選取適宜的牽伸比，以提高錦綸66紡絲性能、物理性能指標、上染率和勻染性；4）優化錦綸66色母粒的配方組成，盡量降低著色劑對纖維紡織性能和物理性能的影響；5）甄選合適的改性添加劑，制備出色彩干擾小、對物理性能和紡織性能影響低、且能顯著提升染色性能的錦綸66改性母粒。

5結語

隨著國產己二胺技術的突破，錦綸66迎來了高速發展，為更好提升其染色性能，助力下游市場的發展，本文從染色工藝參數優化，紡絲工藝改進和母粒技術應用三個方面對其染色發展歷程做了歸納，逐步提升了纖維的上染率和勻染性。經對比，三個改善方向各有優缺點，未來還需根據具體應用場景需求，綜合多種途徑來改善其染色性能。

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Research and progress in dyeing of nylon 66

MU Xiangjun， ZHANG Ziming （Fujian Eversun JinjiangCo.，Ltd.，Fuzhou 350212，China）

Abstract： Inrecent years，with breakthroughs in domestic production technology for hexamethylene diamine and the increasing demand forclothingcomfort among consumers，high-performancenylon 66 fibershaveundergonerapid development.However，despitenylon66outperformingnylon6inmost properties，itfaces challenges suchaslowdye uptakeand poordye uniformity，whichhave become majorbotlenecks hindering its market promotion.Currentresearchon thedyeingof nylon66 is mostlylimited tosingle dimensions such asproduction manufacturing，dyeing-finishing proceses， ormasterbatch modificationtechnologies，withfewsystematic studiesreported fromtheperspectiveofitsentire industrial lifecycle.Tosolvethisissue，thispaperreviewsrelevantliteratureonthedyeingofnylon66 sinceitsindustrialization，both domesticallyand internationally.Byintegrating two keyaspects（improvingdyeuptakeanduniformity）with theentire industrialchainfromrawmaterialstofinishedproducts，thisstudysystematicallyreviewsthecurrntstatusandprogresof researchonthedyeing of nylon 66.Theaimistoprovideresearch insightsforenhancing the dyeingperformanceof nylon 66 and optimizing product quality.

In theearly stages，researchers primarily focused onthe most direct factors inthe dyeing process.Byoptimizing the selection of dyesand dyeing auxiliaries，adjustingthe ΔpH ofthe weakly acidic dye bath and the dyeing temperature， ensuringthorough cooling，and supplementing withappropriatepost-treatment processes，theyeffectively improved thedye uptakeanduniformityof nylon66.Later，withcontinuousadvancements inproduction technology，researchersbegan to solvetheissuefrom therawmaterial.Bycontrolingthepolymerizationprocess ofnylon66chips，thecontentof terminal amino groups was maintained at approximately 50mmol/kg .During the spinning process，strict control was applied to parameters such as temperature of ，pressure of 14-17MPa ，air temperature of （18±1 ） C ，wind speed of （0.5±0.02）m/s ，and oil content of 0.6%-0.7% forPOY（partiallyoriented yarn）or 1.6%-1.7% for FDY（fully drawn yarn））.Aditionally，during the drawing process，temperature fluctuationsof the hot rollers were controled within 1‰ .These adjustments improved the dye uptake and uniformityof nylon 66 at the microstructural level.In recent years， withthecontinuous progress in masterbatch modification techniques，newadvancements have been made in enhancing the dyeingperformance of nylon66.Dependingontheunderlyingprinciples，modification technologies mainly functionin two ways：oneinvolves introducingdiferentcationsanions intothefiberbasedonthemechanismofdye bindingwith nylon 66 toachievemodificationandimprovedyeuptakeanduniformity；theotherinvolvesusingmasterbatches withvariouscolors， employingthesolutiondyeingmethod todirectlycolorthefibersduring themelt spinnngstagebyaddingacertain proportion of masterbatch，thereby eliminating the need for subsequent dyeingand finishing processes.

Bysynergizing the three research directions discussed above，significant potential remains for enhancing the dyeing performanceof nylon66in the future.Thefocusshouldbeonthefollowingaspects.First，morespecial dyesand auxiliariessuitablefornylon66canbedevelopedtoexpanditsdyeingscope.Second，designingmoreenvironmentally friendlyandefficientdyeingprocesseswillhelpeduceenvironmental impact.Aditionallyoptimizingthepolymeriation processof nylon 66 can further enhance thequalityof the chips.Atthe same time，improving spinning equipment and optimizing process parameterswillenhance thespinningand dyeing performanceof nylon 66.Finally，in-depthresearch into masterbatch modification techniquesandthe developmentof modifiedadditiveswithminimal impactonthefiber’s physicalpropertiesareesential.Byimplementingthesestrategies，thedyeingperformanceofnylon66issignificantly improved，layingasolidfoundationforitsapplicationinhigh-endtextilefieldsandpromotingthedevelopmentandmarket expansion of high-quality nylon 66 products.

Keywords：nylon 66；dyeing rate;leveling property；production process；dyeing technique；masterbatch modification