与PET一样,Prr纤维染色后需经还原清洗,充分去除浮色.P1Tr纤维的透染性较好,还原清洗效果好于PET纤维,还原清洗温度最好在60~70℃.11。P,rI、纤维分散染料染色的牢度与PET纤维相近,耐光牢度与之相同(耐晒牢度主要取决于染料化学结构),皂洗和干湿摩擦牢度稍好一些(Pr丌纤维透染性好,还原清洗效果也好,纤维表面浮色相对较少),但是 热迁移和耐升华牢度不如PET纤维(染料容易从纤维内部扩散1.
一般对合成纤维而言,如果某一纤维容易染色,染料容易扩散进入纤维内部,同时在一定条件下也容易从纤维内出来,水洗牢度就差,即所谓“易进易出”的规律.但对于m 纤维,分散染料在纤维内“易进但不易出”.[IHPTT/PET混纺或交织物同属聚酯纤维,都可用分散染料染色,由于分散染料在m 和PET纤维上的分配系数不同,很难使P1Tr和PET染得相同的表观染色深度 值).
低温型分散染料用于P PET纤维同浴染色,二者表观染色深度之比均小于高温型染料,而中温型分散染料介于低温型和高温型间.FIT/PET混纺交织物用低温型染料更易获得相同色的染色效果,在120℃染色是一个好的同色染色方法.若要获得深色P,ITr纤维、浅色PET纤维的双色或闪色效果,采用高温型分散染料在100~1 10℃染色,能获得较好效果.
2.2 聚乳酸(PLA)纤维与染色工艺
聚乳酸(PLA)纤维是以玉米淀粉发酵而成的乳酸为原料,经脱水聚合反应制成的聚乳酸酯 经溶液纺丝或熔融纺丝而成的合成纤维.首先由美国Cargill谷物公司研制成功,1997年Dow Polymer公司成立CDP(Cargill Dow Polymer)公司,生产聚乳酸纤维,商品名Ingco.日本钟纺、尤尼契卡和可乐丽公司生产的PLA纤维的商品名分别为Lactron、Terramae和Plastarch.有人称它为玉米纤维.用乳酸单体制备聚乳酸主要有2种途径(图3):(1)直接缩聚法,需用溶剂和高真空条件脱水;(2)温和条件下脱水生成丙交酯中间体,由丙交酯开环聚合,不用溶剂.
2.2.1 PLA纤维的性能
PLA纤维属于脂肪族聚酯纤维,不含芳香环.与PET涤纶纤维相比,亲水性、毛效和水扩散性好.具有良好的弹性回复性和卷曲保持性,使之具备优良的抗折皱性.PLA分子链中存在较多的酯基,主链上还存在等距离排列的甲基,没有强极性基,所以主要由L一乳酸聚合时容易结晶,结晶度>70%,熔点(175℃)和玻璃化温度(57℃)很低,对温度敏感(如表4所示).另外,PLA的杨氏模量和弯曲刚度仅为PET的1/2,故手感柔软,悬垂性明显好于涤纶;密度比PET低,可使面料轻量化;限氧指数较高,燃烧后自灭性能较好,燃烧发烟量大大低于涤纶;燃烧热也较低;折射率比PET低,染色物的染深性较好; 较低,有利于开发与羊毛和蚕丝的混纺或交织产品;良好的弹性回复性和卷曲保持性,使其具有优异的抗折皱性和保形性能.
PLA纤维具有良好的物理机械性能,在机织物、针织物及非织造物上有广泛的应用.
PLA纤维表面pH为6.0~6.5,为弱酸性,与人体皮肤具有良好的相容性.这种特性可使纤维表面形成天然的抗菌环境,可以抑制黄色葡萄球菌的繁殖.PLA纤维降解产物为乳酸,可被人体吸收,使PLA纤维适宜在医疗上使用.如手术缝合线,待伤口愈合后能自动降解并吸收,术后无需拆除.PLA纤维的合成原料来自天然植物,PLA纤维弃用后埋入土壤中2—3年内会消失,降解产物为无害的乳酸、CO 和水,因此被誉为新一代环保型聚酯纤维.
2.2.2 PLA纤维的染料与染色
尽管PLA纤维的结晶度(>70%)高于PET纤维(50%),但其玻璃化温度较低(57℃),折射率也低(1.40),故一般认为分散染料对PLA纤维可染性很好,且易染得深浓色.因PLA纤维的临界染色温度为7O cC(比PET纤维低15~20℃),所以染色温度在1l0℃左右.
PLA纤维与PET纤维的折射率分别为1.40与1.58,根据Fresnel反射率公式计算,PLA纤维与PET纤维的表面反射率分别为3.4%和5.0%,PLA纤维的表面反射率低于PET纤维.在同一染料吸附量的情况下,PLA纤维的表观染色深度高于PET纤维,大致高出30%.
PLA纤维是一种疏水性热塑性纤维,传统分散染料对PLA纤维只有中等亲和力,用于PET纤维染色的染料并不都适用于PLA纤维的染色.有人解释了不同结构分散染料上染率的高低,他们认为,PLA纤维对于与其溶解度参数相近的分散染料,吸附量较高.u町染色亲和力主要决定于染色热和染色熵.染色热决定于染料与纤维分子间的吸附力.对分散染料而言,染料与纤维间存在多种分子间作用力,染料或纤维不同,它们的作用力也不同,分子间总的作用力可以用溶解度参数来表示,通过计算可以得到各种纤维和不同分散染料的溶解度参数.”卅根据计算,PET纤维的溶解度参数为10.70 J ‰m ,而PLA纤维为12.81 J'n/cmm.传统分散染料的溶解度参数都在10.50 J。‰m 左右,只适应PET纤维或m 纤维. 1所以传统分散染料在PLA纤维上的吸尽率很低 ”,且与染料化学结构和能量类型没有明显关系.例如下列染料在110 oC、30 min后的吸尽率:C.I.分散黄54 40%,C.I.分散红60 71%,C.I.分散蓝56 70%,Dianix红SF 40%.100℃时,染料在PLA纤维上有较高的扩散速度,比在PET纤维上快得多.例如c.I.分散红60在100℃时的扩散系数,PLA为1.34x10一cm2/min,而PET只有2.92x i0 cm /min,相差3个数量级.上述因素造成分散染料在PLA纤维上的提升力较低,染深性差.
PET纤维与PTT纤维的色相角相近,因此用同一种分散染料在2种纤维上的色光很相近.但是PLA纤维色相与PET纤维相差很大,往往同一染料在PLA纤维上得到的颜色与PET纤维相比,其最高吸收波长入一向短波方向移动,产生浅色效应.对于橙红系染料,其色光明显偏黄,红光减弱;蓝色系染料则色光偏红;紫色系染料在PLA纤维上红光增强,蓝光偏弱;翠蓝系染料绿色减弱.造成这一现象的原因可能与PLA和PET的分子结构、介电常数、极性以及染料与纤维的作用和结合方式有关.与蒽醌系或偶氮杂环系相比,偶氮苯系分散染料的这一现象更为强烈.