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(wèn)世以來(lái),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(guò)度開(kāi)采引起能源枯竭,并對(duì)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(duì)生物可降解材料的研究和開(kāi)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(wú)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(wèn)題仍需進(jìn)一步的研究和探討。
　　 本論文篩選了對(duì)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(lái)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(guò)在同浴染色過(guò)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(guò)不同類(lèi)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(duì)上染百分率的提高顯著,并對(duì)聚乳酸染色織物的色光沒(méi)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(duì)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(lèi)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(guò)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(lái)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(guò)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(duì)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(shí)驗(yàn),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(jí)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(shí)間由40min提高到50min時(shí),染后織物耐洗色牢度能夠達(dá)到4級(jí)或4級(jí)以上。
　　 其次,通過(guò)纖維直徑和XRD研究分析了兩種染色促進(jìn)劑對(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)力學(xué)研究,實(shí)驗(yàn)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(shí)間)和平衡吸附量,說(shuō)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(duì)聚乳酸纖維的染色。
　　 最后,本論文篩選了兩種不同類(lèi)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(guò)率明顯降低,UPF值提高,并達(dá)到了國(guó)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