改善聚乳酸纖維染色性能的研究.pdf

1、聚乳酸纖維是新一代環(huán)保型合成纖維，具備目前各類市售合成纖維的綜合優(yōu)良性能，尤其是其可生物降解性是其它常規(guī)合成纖維無法比擬的，因此受到科技界和企業(yè)界廣泛關(guān)注。聚乳酸纖維給紡織工業(yè)產(chǎn)品的研究開發(fā)帶來了新的發(fā)展機(jī)會(huì)，但同時(shí)也給染整加工提出了新的挑戰(zhàn)。聚乳酸纖維主要可以通過分散染料染色，但是和分散染料染滌綸纖維不同，常用分散染料在聚乳酸纖維上的上染率比較低，生產(chǎn)實(shí)踐中難以染得深濃色，不僅造成了染料的浪費(fèi)，增加了廢水處理的負(fù)擔(dān)，也限制了聚乳酸纖維

2、在紡織行業(yè)的推廣應(yīng)用，因此急需研究能改善聚乳酸纖維染色性能的方法，開發(fā)能提高聚乳酸纖維分散染料上染率的染色助劑和染色技術(shù)。本論文主要應(yīng)用酯類化合物來調(diào)控染色過程中聚乳酸纖維結(jié)構(gòu)和針對(duì)聚乳酸纖維自制的磺酰胺分散染料的結(jié)構(gòu)與染色性能的關(guān)系等角度來研究提高聚乳酸纖維染色性能的多種方法，揭示了各方法的作用機(jī)理，研制了含乙酸正戊酯的染色促進(jìn)劑，為生產(chǎn)企業(yè)提高聚乳酸纖維的分散染料上染率，改善染色性能，提供理論依據(jù)和有效方法。
　　 通過選用

3、與聚乳酸纖維溶解度參數(shù)接近而結(jié)構(gòu)不同的幾種有機(jī)酯類化合物，研究了其對(duì)各種分散染料在聚乳酸纖維上的上染率和織物色深值的影響，發(fā)現(xiàn)：乙酸正戊酯能夠較好的改善聚乳酸纖維分散染料染色性能，絕大多數(shù)分散染料在聚乳酸纖維上的上染率都得到了顯著提高，但是容易出現(xiàn)染色不均勻現(xiàn)象。
　　 通過乳化方法和工藝的研究制得了有效成分為乙酸正戊酯的染色促進(jìn)劑：乙酸正戊酯含量100mL/L，Tween20(相對(duì)乙酸正戊酯體積比)5～6％，乳化溫度40～60

4、℃，轉(zhuǎn)速10000r/min，采用轉(zhuǎn)相乳化法乳化。所制得的染色促進(jìn)劑環(huán)保且性能穩(wěn)定，不僅能明顯提高分散染料在聚乳酸纖維上的上染率，且得色均勻。
　　 通過CDT、XRD和TGA等方法研究了各種酯類化合物及染色促進(jìn)劑在染色過程中對(duì)纖維微結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明：酯類化合物的鏈長與增塑效果之間有一定的關(guān)系，一定范圍內(nèi)，隨著酯類化合物碳鏈的增長，對(duì)聚乳酸纖維的增塑效果愈加明顯；本論文所用的幾種酯類化合物中，乙酸正戊酯和乙酸卞酯對(duì)聚乳酸纖維

5、的增塑效果比較明顯；在加有含酯類化合物的染色促進(jìn)劑染色時(shí)，聚乳酸纖維的結(jié)晶度有所下降，且隨著染色溫度的提高逐漸下降。
　　 通過染色促進(jìn)劑對(duì)聚乳酸纖維染色性能和機(jī)械性能的影響研究，制定了最佳染色工藝：染色促進(jìn)劑60mL/L，染色溫度100℃，保溫時(shí)間40min，浴比1：50，分散染料用量x％(o.w.f)，分散劑NNO與分散染料用量為5：1；部分染料的皂洗色牢度、摩擦色牢度及升華牢度比未加染色促進(jìn)劑時(shí)稍有下降，但色牢度等級(jí)均在3

6、-4級(jí)以上；染色后紗線的斷裂強(qiáng)力、斷裂應(yīng)變、屈服應(yīng)力和模量等性能指標(biāo)也略有下降。
　　 通過染色動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的研究表明：100℃加入染色促進(jìn)劑后，染料在聚乳酸纖維上的平衡吸附量明顯高于未加時(shí)，相當(dāng)于130℃高溫高壓下染料在滌綸纖維上的平衡吸附量；100℃加入染色促進(jìn)劑后，染料在聚乳酸纖維和染液中的分配系數(shù)比未加時(shí)大，纖維的平衡吸附量也更高。
　　 研究了針對(duì)聚乳酸纖維自制的磺酰胺系列染料的飽和烷基碳鏈長度、磺酰胺類型與

7、聚乳酸纖維染色性能之間的關(guān)系，結(jié)果表明：伯胺型染料在聚乳酸纖維上的上染率隨著飽和烷基鏈的增長有增大的趨勢；烷基鏈為環(huán)狀結(jié)構(gòu)的磺酰胺染料在聚乳酸纖維上的上染率比較低；而叔胺型染料在聚乳酸纖維上的上染率普遍較高，適合聚乳酸纖維的染色。
　　 本論文從染色促進(jìn)劑和專用染料研制兩個(gè)方面系統(tǒng)研究了改善聚乳酸纖維染色性能的方法，研制了含乙酸正戊酯的染色促進(jìn)劑，明確了適合聚乳酸纖維染色的磺酰胺分散染料的結(jié)構(gòu)類型，為印染企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)提供了必要的