發(fā)布時(shí)間：2022-09-04 點(diǎn)擊：

定型機(jī)、涂層機(jī)、地毯機(jī)專業(yè)生成廠家無(wú)錫前洲興華機(jī)械2022年9月4日訊 為了解決PLA纖維染深性差的問(wèn)題，選取肉桂酸甲酯為載體，分析染色工藝條件對(duì)CL分散紅73上染PLA纖維的影響，并測(cè)試了載體染色對(duì)PLA纖維基本性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，染色pH為4.8，染色溫度為100℃，載體用量為3 g/L 時(shí)得到較高的得色量；載體染色PLA纖維的日曬、汗?jié)n、皂洗色牢度均能達(dá)到3～4級(jí)以上；載體染色使PLA纖維玻璃化轉(zhuǎn)變溫度有所下降，紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率影響不大。

作者：曹家輝 王祥榮

蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院

聚乳酸（Polylacticacid fiber，簡(jiǎn)稱PLA）纖維，是一種由谷物、甜菜等天然糖類得到的乳酸為原料，經(jīng)聚合生成高分子量的聚乳酸酯，再經(jīng)溶液紡絲或熔融紡絲制得的生態(tài)環(huán)保型聚酯合成纖維。PLA纖維作為新一代的生態(tài)環(huán)保型合成聚酯纖維，具有優(yōu)良的生物可降解性和生物相容性。PLA產(chǎn)品具有良好的抑菌、阻燃、生物相容性和生物可吸收性等特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于服裝、家紡和衛(wèi)生醫(yī)療制品等領(lǐng)域，未來(lái)PLA紡織纖維的開發(fā)潛力非常大。目前PLA纖維染色研究所面臨的主要難點(diǎn)是：纖維染深性差，染色牢度較差，纖維在染整加工過(guò)程中易水解受損傷等。定型機(jī)針對(duì)PLA纖維染色的特殊性，一些學(xué)者研究了提高PLA纖維染色性能的加工技術(shù)。

為了研究提高PLA纖維染深性的途徑，本文以肉桂酸甲酯為載體，研究了pH、溫度、載體用量等因素對(duì)PLA纖維分散染料染色性能以及纖維的基本性能的影響，分析PLA纖維載體染色的可行性。

01

實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)材料與儀器

材料：PLA纖維（2D*64mm，嘉興愛普纖維科技有限公司）、PLA纖維紗線（48/2 Nm，張家港揚(yáng)子紡絲有限公司提供）、C.I.分散紅73（工業(yè)品，嘉興市新大眾印染有限公司提供）、醋酸和醋酸鈉（分析純）、無(wú)水碳酸鈉（分析純）、肉桂酸甲酯（分析純）、皂片（標(biāo)準(zhǔn)品，上海市紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所）、精練劑（實(shí)驗(yàn)室自制）、高溫分散勻染劑HS- 300(工業(yè)品)、還原清洗劑TF-110BA（工業(yè)品）。

儀器：定型機(jī)INSTRON 3365型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)（美國(guó)英斯特朗公司）、UltraScan PRO型分光測(cè)色儀（德國(guó)Hunt- erI.ah公司）、DSC2500型差示掃描量熱儀（美國(guó)TA儀器公司）、HG-TC2008型紅外染色機(jī)、ALC-210.4型電子天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）、DY410C型定溫干燥箱、SW-12型水洗牢度測(cè)試儀（無(wú)錫紡織設(shè)備廠）、YC631型汗?jié)n色牢度測(cè)色儀（南通宏達(dá)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）、Atlas Alpha型日曬色牢度測(cè)試儀（美同ATLAS公司）。

1.2 PLA纖維及紗線載體染色實(shí)驗(yàn)

配制含有C.I.分散紅732%(omf)、1g/L高溫分散勻染劑、一定量肉桂酸甲酯的染浴,浴比1:30,使用不同pH的醋酸與醋酸鈉緩沖溶液調(diào)節(jié)pHPLA纖維或PLA纖維紗線40℃入染，以1℃/min升溫至指定溫度,保溫染色30min,然后以3℃/min降溫至50℃，取出纖維或紗線,進(jìn)行熱水洗、還原清洗(還原清洗劑1g/L,70℃清洗20min),水洗干凈，晾干。

1.3測(cè)試方法

1.3.1K/S值和顏色特征值

定型機(jī)將纖維或紗線梳理平整并固定在平板上， 用分光測(cè)色儀在 D 65 光源、10°視角下測(cè)定 K/S值以及顏色特征值，測(cè) 4次，取平均值。

1.3.2 熱力學(xué)性能

使用熱性能分析儀對(duì)PLA纖維進(jìn)行熱力學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試條件：在通入氮?dú)夥諊?，?0 ℃以 10 ℃/min升溫至 200 ℃， 再以 10 ℃/min 降溫至 20 ℃， 用 TA 和Origin軟件對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

1.3.3拉伸性能

按照 GB/T 3916—2013《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定（CRE 法）》進(jìn)行測(cè)試， 設(shè)定隔距長(zhǎng)度為 250 mm， 預(yù)張力為 5 cN/tex， 拉伸速度為 250 mm/min， 每個(gè)試樣重復(fù) 20 次， 取平均值，求標(biāo)準(zhǔn)差。

1.3.4 纖維色牢度測(cè)試

耐皂洗牢度參照CB/T 3921-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取匪峁┓椒?c)測(cè)定。

耐汗?jié)n牢度參照GB廠r 3922-2013《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)秃節(jié)n色牢度》測(cè)定。

耐曬牢度參照GB/T 8427-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)腿嗽旃馍味龋弘　匪峁┓椒y(cè)定。

02

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1染色工藝對(duì)PLA纖維載體染色性能影響

2.1.1染色pH

定型機(jī)固定染色溫度 100 ℃、載體用量 3 g/L， 研究不同染色 pH 對(duì) PLA 纖維載體染色 K/S值的影響， 結(jié)果如圖 1 所示。

由圖 1 可以看出， 當(dāng)染浴 pH 在 2.8~7.0 時(shí)， pH 的改變對(duì) PLA 纖維的 K/S值總體影響較小；最大 K/S值對(duì)應(yīng)的 pH在4.8 附近。

2.1.2 染色溫度

定型機(jī)固定染色 pH 4.8、載體用量 3 g/L， 研究不同染色溫度對(duì) PLA 纖維載體染色 K/S值的影響， 結(jié)果如圖 2所示。

由圖 2 可以看出， PLA 纖維的載體染色 K/S值總體上隨著染色溫度的升高而增 大；當(dāng)染色溫度為100 ℃時(shí)，PLA纖維染色 K/S值最大。

2.1.3 載體用量

固定染色溫度 100 ℃、染色 pH 4.8， 研究載體用量對(duì) PLA 纖維載體染色 K/S值的影響， 結(jié)果如圖 3 所示。由圖 3 可以看出， 隨著染浴中載體用量的提高， 分散染料上染 PLA 纖維的 K/S值總體呈上升趨勢(shì)。因?yàn)樵诶w維染色過(guò)程中加入載體， 可以利用載體對(duì)纖維的溶脹作用， 降低纖維大分子鏈段運(yùn)動(dòng)難度， 使纖維在染色過(guò)程中產(chǎn)生更多的空穴與通道， 有利于染料滲透到纖維內(nèi)部， 能夠在一定程度上提高上染率和染深性 。但K/S值的提升幅度在載體用量大于 3 g/L時(shí)減小， 說(shuō)明染浴中肉桂酸甲 酯用量達(dá)到 3 g/L時(shí)近乎飽和， 繼續(xù)提升載體用量對(duì)提高 PLA 纖維染色 K/S值無(wú)明顯幫助。因此，載體用量選擇3 g/L。

綜上，最佳載體染色工藝為：染色 pH 4.8， 染色溫度 100 ℃，載體用量3 g/L。

2.2 PLA纖維載體染色牢度

2.3 載體染色工藝對(duì)PLA纖維基本性能的影響

2.3.1 熱學(xué)性能

采用最佳染色工藝對(duì) PLA 纖維進(jìn)行染色， 使用差示掃描量熱儀測(cè)試載體染色前后以及普通高溫染色PLA纖維熱學(xué)性能的變化，如圖 4所示。由圖 4可知，未染色的 PLA 纖維玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為 68.74 ℃， 經(jīng)過(guò)100 ℃普通高溫染色的 PLA 纖維玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為66.61 ℃， 而載體染色的 PLA 纖維玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為61.18 ℃。用肉桂酸甲酯作為載體對(duì) PLA 纖維進(jìn)行染色后，PLA纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低了 7~8 ℃。

圖 4 PLA纖維的 DSC 曲線

2.3.2 力學(xué)性能

配制 pH 4.8、載體3 g/L的染浴， 固定染色溫度為100 ℃， 對(duì) PLA 纖維紗線進(jìn)行染色， 用萬(wàn)能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)紗線進(jìn)行拉伸，結(jié)果列于表2。

由表2可以看出， 經(jīng)過(guò)載體染色的 PLA纖維紗線斷裂強(qiáng)力較未染色 PLA 纖維紗線稍低， 斷裂伸長(zhǎng)率較未染色 PLA 纖維紗線有所增大，但總體變化不大，不會(huì)影響紗線或織物的強(qiáng)度。

03

結(jié)論

1、定型機(jī)使用肉桂酸甲酯作為載體對(duì) PLA 纖維進(jìn)行載體染色，當(dāng)載體用量 3 g/L、染色 pH 4.8、染色溫度100 ℃時(shí)，PLA纖維的得色量達(dá)到最大。

2、載體染色 PLA 纖維的耐日曬、耐汗?jié)n、耐皂洗色牢度均能達(dá)到 3~4級(jí)或以上；載體染色使PLA纖維玻璃化轉(zhuǎn)變溫度有所下降， 對(duì)紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)影響不大。

印染人整理自《染整技術(shù)》期刊2021年4月第4期第43卷

參考文獻(xiàn)（略）

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