聚乳酸纖維分散染料染色促進(jìn)劑及應(yīng)用研究.pdf

1、以滌綸為代表的合成纖維自問世以來,得到了快速的發(fā)展,但大多數(shù)合成纖維以石油作為原料,石油的過度開采引起能源枯竭,并對生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞作用。在提倡經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)和諧發(fā)展的今天,對生物可降解材料的研究和開發(fā)已變得日益緊迫。聚乳酸是以乳酸聚合所得到的高分子聚合物經(jīng)紡絲制成的纖維,其良好的生物降解性是其它常規(guī)合成纖維無法比擬的,而且綜合性能優(yōu)越,受到了科技界和企業(yè)界的廣泛關(guān)注。聚乳酸纖維通常采用分散染料染色,但其高結(jié)晶性和不適宜高溫高

2、壓染色的特性,導(dǎo)致了上染百分率低和染深性差,不僅造成了染料的浪費(fèi),增加了廢水處理的負(fù)擔(dān),而且限制了聚乳酸纖維在紡織行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。目前,雖有相關(guān)學(xué)者研究了改善聚乳酸纖維染色性能的方法,取得了一定的成果,但聚乳酸纖維上染率低和耐光色牢度差的問題仍需進(jìn)一步的研究和探討。
　　 本論文篩選了對聚乳酸纖維分散染料染色有顯著改善作用的表面活性劑,與適用于聚乳酸纖維的增塑劑合理復(fù)配研制高效染色促進(jìn)劑,并結(jié)合染色工藝的優(yōu)化來提高聚乳酸纖維的

3、染色性能。另外,在染色促進(jìn)劑的存在下,通過在同浴染色過程中使用合適的紫外線吸收劑,改善聚乳酸染色織物的耐光色牢度。本論文為聚乳酸纖維染整性能的研究和應(yīng)用,提供了一定的理論依據(jù)和指導(dǎo),以促進(jìn)聚乳酸纖維的積極健康發(fā)展。
　　 首先,通過不同類型的表面活性劑用于聚乳酸纖維的分散染料染色發(fā)現(xiàn),雙八烷基二甲基溴化銨(D821)和雙十烷基二甲基溴化銨(D1021)這兩種雙子型表面活性劑對上染百分率的提高顯著,并對聚乳酸染色織物的色光沒有影響

4、。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),雙子型表面活性劑不僅能夠提高分散染料的溶解度,有利于上染;而且對聚乳酸纖維有較強(qiáng)的吸附能力,能夠促進(jìn)染料吸附到聚乳酸纖維上,但是較多的染料較快地吸附在聚乳酸纖維表面,容易造成染色不均勻。而研究發(fā)現(xiàn)乙酸正戊酯作為一種分子量較低的有機(jī)酯類化合物,能夠進(jìn)入纖維內(nèi)部,起到增塑作用,使吸附在纖維表面的染料轉(zhuǎn)移到纖維內(nèi)部。因此,本論文通過雙子型表面活性劑與乙酸正戊酯合理復(fù)配形成增塑增溶體系來研制染色促進(jìn)劑,以促進(jìn)染料在纖維表面的吸

5、附并向纖維內(nèi)部轉(zhuǎn)移,從而改善聚乳酸纖維的染色性能。
　　 在染色促進(jìn)劑的研制過程中發(fā)現(xiàn),所選的兩種雙子型表面活性劑(D821和D1021)本身就具有乳化乙酸正戊酯的作用,不需要施加其它乳化劑。本論文所研制的兩種染色促進(jìn)劑的組成和制備方法為:D8210.5g/L(或D10210.3g/L),乙酸正戊酯6mL/L,按比例加入適量水,在10000r/min的轉(zhuǎn)速下乳化10min,制得穩(wěn)定乳白色乳液。
　　 為了研究這兩種染色促

6、進(jìn)劑對聚乳酸纖維分散染料染色的應(yīng)用性能,本文采用六種分散染料進(jìn)行了染色促進(jìn)劑存在下的染色實驗,研究發(fā)現(xiàn)在染浴中加入染色促進(jìn)劑后,不僅提高了聚乳酸織物的上染百分率和染后色深值,而且織物得色均勻,手感柔軟,但部分染料的耐洗色牢度下降半級左右。在改善染色促進(jìn)劑存在下耐洗色牢度的研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)染色時間由40min提高到50min時,染后織物耐洗色牢度能夠達(dá)到4級或4級以上。
　　 其次,通過纖維直徑和XRD研究分析了兩種染色促進(jìn)劑對聚乳

7、酸纖維微結(jié)構(gòu)的調(diào)控作用,發(fā)現(xiàn)兩種染色促進(jìn)劑均可引起聚乳酸纖維的膨脹,纖維直徑和截面積增加,但對纖維的結(jié)晶度影響不大,因此能夠較好的保持纖維基本性能。為了更深層次地了解兩種染色促進(jìn)劑對聚乳酸纖維染色的作用機(jī)理,本論文應(yīng)用三種不同結(jié)構(gòu)的分散染料進(jìn)行染色促進(jìn)劑存在下的染色動力學(xué)研究,實驗結(jié)果表明,兩種染色促進(jìn)劑均能夠顯著提高分散染料在聚乳酸纖維中的擴(kuò)散系數(shù)、染色速率常數(shù)(降低半染時間)和平衡吸附量,說明這兩種染色促進(jìn)劑適用于不同結(jié)構(gòu)的分散染料

8、對聚乳酸纖維的染色。
　　 最后,本論文篩選了兩種不同類型的紫外線吸收劑(紫外線吸收劑1和紫外線吸收劑2)與分散染料進(jìn)行同浴染色,結(jié)果表明在兩種染色促進(jìn)劑的存在下,紫外線吸收劑和分散染料的上染率均能提高到90％左右。紫外線吸收劑較高的上染百分率使聚乳酸織物的平均紫外透過率明顯降低,UPF值提高,并達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)中“防紫外線產(chǎn)品”的要求;耐光色牢度的研究中發(fā)現(xiàn),兩種紫外線吸收劑的添加能夠降低聚乳酸染色織物日曬后的色差,可以提高聚乳