與PET一樣,Prr纖維染色后需經(jīng)還原清洗,充分去除浮色.P1Tr纖維的透染性較好,還原清洗效果好于PET纖維,還原清洗溫度最好在60~70℃.11。P,rI、纖維分散染料染色的牢度與PET纖維相近,耐光牢度與之相同(耐曬牢度主要取決于染料化學(xué)結(jié)構(gòu)),皂洗和干濕摩擦牢度稍好一些(Pr丌纖維透染性好,還原清洗效果也好,纖維表面浮色相對(duì)較少),但是 熱遷移和耐升華牢度不如PET纖維(染料容易從纖維內(nèi)部擴(kuò)散1.
一般對(duì)合成纖維而言,如果某一纖維容易染色,染料容易擴(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部,同時(shí)在一定條件下也容易從纖維內(nèi)出來(lái),水洗牢度就差,即所謂“易進(jìn)易出”的規(guī)律.但對(duì)于m 纖維,分散染料在纖維內(nèi)“易進(jìn)但不易出”.[IHPTT/PET混紡或交織物同屬聚酯纖維,都可用分散染料染色,由于分散染料在m 和PET纖維上的分配系數(shù)不同,很難使P1Tr和PET染得相同的表觀染色深度 值).
低溫型分散染料用于P PET纖維同浴染色,二者表觀染色深度之比均小于高溫型染料,而中溫型分散染料介于低溫型和高溫型間.FIT/PET混紡交織物用低溫型染料更易獲得相同色的染色效果,在120℃染色是一個(gè)好的同色染色方法.若要獲得深色P,ITr纖維、淺色PET纖維的雙色或閃色效果,采用高溫型分散染料在100~1 10℃染色,能獲得較好效果.
2.2 聚乳酸(PLA)纖維與染色工藝
聚乳酸(PLA)纖維是以玉米淀粉發(fā)酵而成的乳酸為原料,經(jīng)脫水聚合反應(yīng)制成的聚乳酸酯 經(jīng)溶液紡絲或熔融紡絲而成的合成纖維.首先由美國(guó)Cargill谷物公司研制成功,1997年Dow Polymer公司成立CDP(Cargill Dow Polymer)公司,生產(chǎn)聚乳酸纖維,商品名Ingco.日本鐘紡、尤尼契卡和可樂(lè)麗公司生產(chǎn)的PLA纖維的商品名分別為L(zhǎng)actron、Terramae和Plastarch.有人稱它為玉米纖維.用乳酸單體制備聚乳酸主要有2種途徑(圖3):(1)直接縮聚法,需用溶劑和高真空條件脫水;(2)溫和條件下脫水生成丙交酯中間體,由丙交酯開(kāi)環(huán)聚合,不用溶劑.
2.2.1 PLA纖維的性能
PLA纖維屬于脂肪族聚酯纖維,不含芳香環(huán).與PET滌綸纖維相比,親水性、毛效和水?dāng)U散性好.具有良好的彈性回復(fù)性和卷曲保持性,使之具備優(yōu)良的抗折皺性.PLA分子鏈中存在較多的酯基,主鏈上還存在等距離排列的甲基,沒(méi)有強(qiáng)極性基,所以主要由L一乳酸聚合時(shí)容易結(jié)晶,結(jié)晶度>70%,熔點(diǎn)(175℃)和玻璃化溫度(57℃)很低,對(duì)溫度敏感(如表4所示).另外,PLA的楊氏模量和彎曲剛度僅為PET的1/2,故手感柔軟,懸垂性明顯好于滌綸;密度比PET低,可使面料輕量化;限氧指數(shù)較高,燃燒后自滅性能較好,燃燒發(fā)煙量大大低于滌綸;燃燒熱也較低;折射率比PET低,染色物的染深性較好; 較低,有利于開(kāi)發(fā)與羊毛和蠶絲的混紡或交織產(chǎn)品;良好的彈性回復(fù)性和卷曲保持性,使其具有優(yōu)異的抗折皺性和保形性能.
PLA纖維具有良好的物理機(jī)械性能,在機(jī)織物、針織物及非織造物上有廣泛的應(yīng)用.
PLA纖維表面pH為6.0~6.5,為弱酸性,與人體皮膚具有良好的相容性.這種特性可使纖維表面形成天然的抗菌環(huán)境,可以抑制黃色葡萄球菌的繁殖.PLA纖維降解產(chǎn)物為乳酸,可被人體吸收,使PLA纖維適宜在醫(yī)療上使用.如手術(shù)縫合線,待傷口愈合后能自動(dòng)降解并吸收,術(shù)后無(wú)需拆除.PLA纖維的合成原料來(lái)自天然植物,PLA纖維棄用后埋入土壤中2—3年內(nèi)會(huì)消失,降解產(chǎn)物為無(wú)害的乳酸、CO 和水,因此被譽(yù)為新一代環(huán)保型聚酯纖維.
2.2.2 PLA纖維的染料與染色
盡管PLA纖維的結(jié)晶度(>70%)高于PET纖維(50%),但其玻璃化溫度較低(57℃),折射率也低(1.40),故一般認(rèn)為分散染料對(duì)PLA纖維可染性很好,且易染得深濃色.因PLA纖維的臨界染色溫度為7O cC(比PET纖維低15~20℃),所以染色溫度在1l0℃左右.
PLA纖維與PET纖維的折射率分別為1.40與1.58,根據(jù)Fresnel反射率公式計(jì)算,PLA纖維與PET纖維的表面反射率分別為3.4%和5.0%,PLA纖維的表面反射率低于PET纖維.在同一染料吸附量的情況下,PLA纖維的表觀染色深度高于PET纖維,大致高出30%.
PLA纖維是一種疏水性熱塑性纖維,傳統(tǒng)分散染料對(duì)PLA纖維只有中等親和力,用于PET纖維染色的染料并不都適用于PLA纖維的染色.有人解釋了不同結(jié)構(gòu)分散染料上染率的高低,他們認(rèn)為,PLA纖維對(duì)于與其溶解度參數(shù)相近的分散染料,吸附量較高.u町染色親和力主要決定于染色熱和染色熵.染色熱決定于染料與纖維分子間的吸附力.對(duì)分散染料而言,染料與纖維間存在多種分子間作用力,染料或纖維不同,它們的作用力也不同,分子間總的作用力可以用溶解度參數(shù)來(lái)表示,通過(guò)計(jì)算可以得到各種纖維和不同分散染料的溶解度參數(shù).”卅根據(jù)計(jì)算,PET纖維的溶解度參數(shù)為10.70 J ‰m ,而PLA纖維為12.81 J'n/cmm.傳統(tǒng)分散染料的溶解度參數(shù)都在10.50 J。‰m 左右,只適應(yīng)PET纖維或m 纖維. 1所以傳統(tǒng)分散染料在PLA纖維上的吸盡率很低 ”,且與染料化學(xué)結(jié)構(gòu)和能量類型沒(méi)有明顯關(guān)系.例如下列染料在110 oC、30 min后的吸盡率:C.I.分散黃54 40%,C.I.分散紅60 71%,C.I.分散藍(lán)56 70%,Dianix紅SF 40%.100℃時(shí),染料在PLA纖維上有較高的擴(kuò)散速度,比在PET纖維上快得多.例如c.I.分散紅60在100℃時(shí)的擴(kuò)散系數(shù),PLA為1.34x10一cm2/min,而PET只有2.92x i0 cm /min,相差3個(gè)數(shù)量級(jí).上述因素造成分散染料在PLA纖維上的提升力較低,染深性差.
PET纖維與PTT纖維的色相角相近,因此用同一種分散染料在2種纖維上的色光很相近.但是PLA纖維色相與PET纖維相差很大,往往同一染料在PLA纖維上得到的顏色與PET纖維相比,其最高吸收波長(zhǎng)入一向短波方向移動(dòng),產(chǎn)生淺色效應(yīng).對(duì)于橙紅系染料,其色光明顯偏黃,紅光減弱;藍(lán)色系染料則色光偏紅;紫色系染料在PLA纖維上紅光增強(qiáng),藍(lán)光偏弱;翠藍(lán)系染料綠色減弱.造成這一現(xiàn)象的原因可能與PLA和PET的分子結(jié)構(gòu)、介電常數(shù)、極性以及染料與纖維的作用和結(jié)合方式有關(guān).與蒽醌系或偶氮雜環(huán)系相比,偶氮苯系分散染料的這一現(xiàn)象更為強(qiáng)烈.
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