The physicochemical principles of the dyeing of two polyamide-6 fibers modified with the monosodium salt of 5-sulphoisophthalic acid at pH 1.8 and 4.5 with an oxazonium dye (Astrazon Blue BG, C.I. 51004) and a thiazonium dye (Methylene Blue, C.I. 52015) are described. Measurements of the zeta potential by the flow-potential method have shown that the fibers have a very highly negatively-charged surface as compared with unmodified types. This decisively promotes the adsorption of the dyestuff cations on the fiber. The uptake of the dye can be described by means of the Langmuir adsorption isotherm as an ion-exchange reaction. It follows from the agreement of dyestuff saturation figures and comonomer contents that the dyestuff is bound stoichiometrically by the sulpho groups (pH 4.5; 80°C). Carboxyl groups probably take no part in the dyestuff binding at pH 1.8 and 4.5. The standard values of the heat of reaction have been determined from the temperature dependence of the equilibrium constants for reactions responsible for the dyestuff binding. They show that the dyestuff/fiber bond contains a covalent component, which is probably due to interactions between the sulphonate group and the dyestuff cation.
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References
1.
BalmforthD.BowersC. A.GuionT. H., Acrylic-Polymer Composition and its Relation to Basic-Dye Substantivity, J. Soc. Dyers Colour.80, 577–583 (1964).
2.
BarveS. P., “The Acid and Base Combining Characteristics of Nylon,” Dissertation, Leeds University, England, 1965.
3.
BeckmannW., Dyeing Folyacrylonitrile Fibres with Cationic Dyes, J. Soc. Dyers Colour77, 616–625 (1961).
4.
BeckmannW.HammacherH., Zum Färben anionisch modifizierter Polyesterfasern mit kationischen Farbstoffen, Chemiefasern23, 436–439 (1973).
5.
BeckmannW.GlenzO., Untersuchungen über das Färben von Polyacrylnitrilfasern mit basischen Farbstoffen, Melliand Textilber.38, 783–787 (1957).
6.
BhattN. J.DaruwallaE. H., Studies in the Mechanism of Dyeing of Polyamide Fibers with Acid Dyes, Textile Res. J.34, 435–444 (1964).
7.
BreunigerA., Teppichvorprcdukte für rationelle Fertigung und zeitgemäβe Ansprüche, Chemiefasern22, 530–535 (1972).
8.
CarpenterD. W., “Irreversible Colloids,” in “Encyclopedia of Polymer Science and Technology,”Vol. 4, Interscience Publishers Inc., New York, 1966, pp. 18–24.
9.
CegarraJ., Physical Chemistry of the Dyeing of Acrylic Fibres with Basic Dyes, J. Soc. Dyers Colour.87, 149–155 (1971).
10.
ErkG., “Elektrokinetische Untersuchungen an Faser-Elektrolyt-Phasengrenzflächen,” Dissertation, Technische Hochschule Darmstadt, Germany1974.
11.
ErkG.SchemppW.SchurzJ., Ein leistungsfähiges Meβgerät für elektrokinetische Studien an natürlichen und synthetischen Fasern nach dem Prinzip der Strömungspotential/Strom-Methode, Glas-und Instrumententechnik19, 772–777 (1975).
12.
FreyF.SiegristG., Kationische Farbstoffe, eine vielseitige Gamme für Polyacrylnitrilfasern, Textilveredlung1, 70–83 (1966).
13.
GlenzO.BeckmannW., Untersuchungen über den Färbevorgang von Polyacrylnitrilfasern mit basischen Farbstoffen, Melliand Textilber.38, 296–300 (1957).
14.
GoringD. A. J.MasonS. G., Electrokinetic Properties of Cellulose Fibers. Stream Potential and Electro-Osmosis, Can. J. Res.B28, 307–322 (1950).
15.
HarwoodR. J.McGregorR.PetersR. H., Adsorption of Cationic Dyes by Acrylic Films. Sorption Isotherms, J. Soc. Dyers Colour.88, 216–220 (1972).
16.
HerbulotG., Fibres acryliques. Problèmes actuels de teinture, Teintex32, 87–101 (1967).
17.
HildenJ., Vergleichende Untersuchungen an Polyacrylnitrilfasern zur Unterscheidung einiger wichtiger Handelsfasern, Chemiefasern21, 49–55 (1971).
18.
KremerW., Das Färben von Polyamid-Tuftingteppichen auf der Haspelkufe und auf dem Baumfärbeapparat, Chemiefasern22, 1114–1119 (1972).
19.
MathiesonA. R.WhewellC. S.WilliamsP. E., Acid-Base Properties of Fibers. Nylon, J. Appl. Polym. Sci.8, 2009–2027 (1964).
20.
MüllerH., Dyeing of Anionically-Modified Polyamide Fibers with Cationic Dyestuffs. Part II: Diffusion of the Dye into the Fiber, Textile Res. J.47, 77–82 (1977).
21.
MüllerH.RossbachV.ZahnH., Detection and Determination of 5-Sulphoisophthalic Acid in Copolyamides, Angew. Makromol. Chem.56 (Dec., 1976).
22.
NeufangK., Die chemischen und reaktionskihetischen Vorgänge beim Färben von Dralon®, Textilindustrie62, 771–774 (1960).
23.
PetersR. H., “Textile Chemistry,”Vol. 1, Elsevier Publishing Company, New York, 1963, p. 381.
24.
PetersR. H.IngamellsW., Theoretical Aspects of the Role of Fiber Structure in Dyeing, J. Soc. Dyers Colour.89, 397–405 (1973).
25.
RenardC., Färberische Eigenschaften von Polyester-Fasern mit modifizierter Affinität, Melliand Textilber.54, 1328–1335 (1973).
RossbachV.KramerI.BusertF.ZahnH., Polymermodifikation und Anfärbbarkeit von Polyamid 6-Handelsfasern des Differential-Dyeing-Typs, Textilveredlung11, 289–296 (1976).
29.
RossbachV.MüllerH.NissenD., Zum Färbemechanismus von anionisch modifizierten Polyestern mit kationischen Farbstoffen, Textilveredlung9, 339–343 (1974).
30.
RossbachV.NissenD.ZahnH., Simultaneous Determination of Primary and Secondary Aminogroups in Polyamide with 1-Fluoro-2.4-Dinitrobenzene, Angew. Makromol. Chem.42, 1–20 (1975).
31.
SandH., Über die Sorption basischer Farbstoffe in Polyacrylnitril, Koll. Zeitschr.218, 124–128 (1967).
32.
SchemppW.ErkG.SchurzJ., Zetapotentialmessungen an Faserstoffen mit der Strömungspotentialmethode, Das Papier27, 483–490 (1973).
33.
SNV 195590 (1964), Procedure of the Swiss Standards Association.
34.
SureauR., Progrès réalisés dans le domaine de la teinture des fibres acryliques, Teintex26, 401–417 (1961).
35.
ValkoE. I., “Accessibilities” in “Encyclopedia of Polymer Science and Technology,”Vol. 5, Interscience Publishers Inc., New York, 1968, p. 350.
36.
VogelT.De BryneJ. M.ZimmermannC. L., The Mechanism of Dyeing Orion 42 Acrylic Fiber, Amer. Dyest. Reptr.47, 581–584 (1958).
37.
WaltzJ. E.TaylorG. B., Determination of the Molecular Weight of Nylon, Anal. Chem.19, 448–450 (1947).
38.
WegmannJ., Konstitution und Eigenschaften basischer Farbstoffe auf Polyacrylnitrilfasern, Melliand Textilber.39, 408–114 (1958).
39.
WeifeW. E., Die Entwicklungstendenzen bei Teppichfasern, Chemiefasern22, 169–171 (1972).
40.
Anonymous, Neue Entwicklungen in Teppichgarnen, Chemiefasern22, 1074–1075 (1972).
