几种新型纤维的性质及染色

几种新型纤维的性质及染色

2011-07-07 来源: 张琳琳点击次数：1223

关键字：新型纤维;Tencel纤维;聚乳酸(PLA)纤维;竹纤维;空调纤维;染色性能

近些年来，服装面料的发展日新月异，新型面料不断推出。一方面归结于科技技术的不断发展，另一方面，市场的需要是推动面料发展的直接原因。保暖与美观已不再是消费者的唯一追求，绿色保健已成为人们选择服装面料的又一焦点。应此要求，一批批新型的绿色保健面料应运而生。

1．Tencel纤维

Tencel纤维是天然纤维素纤维，采用NMMO（环状叔胺氧化物：N--甲基吗啉氧化物N-methyl-morpholine-Oxide）纺丝工艺生产而成。 Tencel纤维在生产过程中无污染并且性能优良被誉为“21世纪最有希望的绿色环保型纤维”，从而成为国内外纺织企业竞相开发的热点产品。

Tencel纤维的化学结构与棉纤维、粘胶纤维基本相同,但其聚合度高于粘胶纤维。它具有良好的吸湿性,透气性,服用舒适性；其光泽性，抗静电性，染色性，成服的尺寸稳定性,废弃后的生物降解性都很好,其湿强仅比干强降低15%～17%,缩水率不高，Tencel纤维最大的优点是生产工序少而简单,不需使用剧毒化工品；所使用的溶剂可以全部回收利用,对环境没有污染。

1.1Tencel纤维的染色特点

据大量的资料介绍，Tencel纤维与棉、粘胶同属于纤维素纤维，可以用棉用染料染色，但实验表明多数染料对Tencel纤维上染率不高，上染速率慢，难以达到得色浓艳的效果。

Tencel纤维的染色性能与粘胶纤维之所以不同，主要是由于Tencel纤维内部结构不同所致。粘胶纤维有皮层和芯层，而Tencel纤维因皮层很薄，几乎接近全芯层结构；Tencel纤维结晶度和取向度都很高，结晶度比粘胶纤维高2倍，且结晶区较长，非晶区结构也有所不同。这样染料在纤维内部的渗透性和扩散性差，染色速率慢，其匀染性差上染率低浓艳程度不及粘胶纤维。

1．2B型活性染料对Tencel纤维的染色

B型活性染料以一氯均三嗪基团为连接基,在染料母体上引入乙烯砜硫酸酯，使之兼有两种活性基团的优点。其染色性能稳定，渗透性好，固色率高，匀染性好，对染色工艺条件的变化有相当强的适应性，染色后色光鲜艳纯正，充分体现了Tencel 纤维的光泽和亮度，且该染料属绿色环保染料。

分别采用活性大红BES，活性金黄B-3RD，活性艳蓝BES在某种染色工艺及条件下上染Tencel纤维，结果如下表所示：

由上表可知：B型活性染料用于Tencel纤维染色其得色浓艳，上染率高，有着较高的耐摩擦和皂洗牢度，并且保持了Tencel纤维光泽明亮手感柔软的特点；绿色环保B型活性染料的应用，特别是B型特深色活性染料的应用，能够满足Tencel 纤维的染色加工要求，使Tencel纤维在绿色环保纺织品的开发中更具有广阔的市场前景。

1．3Tencel纤维的原纤化.

Tencel纤维由取向度很高的纤维素分子的集合体：微原纤维以及这些集合体的原纤维构成，相邻的原纤维与原纤维之间是以氢键等微弱的结合状态相联结的。在润

湿状态下,原纤维与原纤维之间的结合被切断，纤维溶胀，与纤维轴相垂直的方向的强度变得非常小。在这种状态下,若加以机械性摩擦处理,容易发生原纤化现象。

由于Tencel纤维易原纤化,染色时纤维易溶胀,一般采用多活性基团活性染料缓解这一现象。多活性基团活性染料的抗原纤化作用与活性基团在染料分子上的位置、活性基团间距、发色基团的大小和数目、染料分子桥基的弹性、反应基团活性和染料扩散能等有关,并且上染的能力还直接受染色深浅的影响。

采用合理的化学和物理方法来控制原纤化程度,就可能表现出各种外观和风格；原纤化状态不良则会使染色受到很大影响。

虽然的原纤化控制是一个麻烦的问题，然而利用这种原纤维的性质却可以达到以下各种效果：

⑴可以最大限度地发挥出桃皮绒风格的触感。

⑵通过对原纤化进行巧妙的控制,可以获得天然卷曲形成的高蓬松感。

⑶可以表现出高回弹性和良好的悬垂性。

⑷可以获得适度的防皱性和优良的尺寸稳定性。

⑸因其具有优良的染色性,故可以得到较高的发色性。

2．聚乳酸(PLA)纤维

聚乳酸(PLA)纤维兼有天然纤维和合成纤维的特点，吸湿排汗均匀、快干、阻燃性低、烟尘小、热散发小、无毒性、熔点低、回弹性好、折射指数低、色彩鲜艳、不滋长细菌和气味保留指数低等。由聚乳酸纤维制成的织物具有良好的悬垂性和手感，所制成的成衣具有穿着舒适，并具耐穿性、抗皱性、抗紫外线和导湿作用，并能释放人体气味等特性，是极佳的高级休闲服饰和优质舒适的运动服面料。

合成纤维的玻璃化温度是决定染料上染的一个重要因素,当染色温度低于玻璃化温度时,纤维内部无定形区的链段尚未发生运动,供染料分子扩散的瞬间孔隙相对较少,所以染料不会有明显的上染。当染色温度超过玻璃化温度后,上染率则随链段运动的加剧明显提高。不同制备方法及工艺生产的聚乳酸纤维会拥有不同的内部微结构,因此具有不同的玻璃化转变温度。聚乳酸(PAL)纤维染色性能和染色机理的研究对其产品开发及实际染色加工具有重要的指导意义。国内外很多研究人员都研究过PLA纤维的染色性能，并试图获得其与分散染料结构的关系。LEScheyer和YQYang等人测定了多只不同结构分散染料对PLA纤维的上染率，研究表明，分

散染料对PLA 纤维只具有中等的亲和力，染料化学结构和能量类型与上染率之间没有明显的关系。钱红飞等人研究了12只分散染料对PLA纤维的染色性能，发现分散染料分子过小或分子中极性基团过多，均对PLA纤维染色不利，而乙酸醋基的存在，可能会提高分散染料对PLA纤维的亲和力，因而具有较高的上染率。由聚乳酸纤维的 DSC分析可知：PLA纤维的玻璃化温度为71.30℃,在161.21℃与168.68℃处分别存在较大的吸收峰,可以推断该纤维用分散染料染色时,当温度低于69℃,染料上染不明显,耐热性较差,在158℃时发生熔融,染色后加工时应避免高温处理,以防纤维的损伤。

通过对PAL纤维染色温度、染色色光、分散染料升温上染特性、移染性能和提升性能的试验，试图总结分散染料结构与PLA纤维染色性能的关系。结果表明：不论是高温型还是低温型染料，不管是偶氮苯还是蕙醒结构的分散染料，它们对PIA 纤维的上染率均随温度的升高而显著增大。这可能是由于分散染料在聚醋纤维内的扩散是按自由体积模型进行的，染色温度升高引起的染料动能和纤维内自由体积的增加，导致染料在PLA纤维内的扩散速率提高。另外，尽管PLA纤维的玻璃化温度较低，但其结晶度高，因此，提高染色温度对增加染料上染量特别有效。考虑到120℃和130℃高温染色对纤维降解程度较大，强力明显降低，故认为 PLA纤维染色时，淡中色宜选用100℃，中浓色宜选用110℃。同时应该注意：PLA纤维对温度的敏感性和PET纤维有所不同。PET纤维随温度的上升,上染百分率增加很快,而PLA纤维随着温度的提高,上染百分率增加较为缓慢,而且上染百分率的增加并不随染色时间的延长而上升,一旦出现色差现象,很难像涤纶纤维那样通过染色时间的延长来纠正,因此在实际的染色过程中必须严格控制染色温度。

通过移染达到匀染，是提高PAL纤维匀染性的重要途径。移染性受诸多因素影响，例如染料结构、染色助剂、染色温度和时间等。PLA纤维、聚对苯二甲酸丙二醇醋(PTT)纤维的染色温度是110℃，涤纶(PET)纤维的染色温度为130℃。为使分散染料在PLA、PTT、PET纤维的移染性试验更接近于实际染色，该试验三种纤维的移染温度均与它们相应的染色温度相

同.

由图可知，分散染料在PAL纤维上的移染性能优于在PTT和PET纤维的移染性能，对提高PLA纤维的匀染性十分有利。从染料来看，蓝56的移染性能好于紫