聚乳酸纤维染色 ppt课件
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制约着聚乳酸纤维材料的广泛推广应用纤维染色中的两个主要 自身障碍为： ①纤维低熔点；②遇碱降解性问题。
其它影响聚乳酸纤维染色的因素很多，如聚乳酸纤维不耐高温 ，染色过程中，易受温度、酸度、各种助剂以及染料结构和粒度 等因素的影响。
2020/10/15
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1.聚乳酸纤维结构与染色性能
虽然聚乳酸纤维纺织服装已在美国、欧洲、日本出现，但是由于 分散染料的上色率普遍比较低，致使市场上出现的聚乳酸纤维服 装，浅色多深色少，色彩鲜艳度不高。
2.5 染色PH值
由于PLA纤维不耐强碱，合适的染液PH值对PLA纤维的染色效 果影响较大。如果碱性过强，会使得染料和PLA纤维发生水解。
王燕等人的研究证明在70 ℃-90 ℃温度条件下，当PH值在37时，PLA纤维性能损伤不大，但随着pH值增大，纤维的强度明显 下降。
因此，PLA的染色应在偏酸性(pH<7)条件下进行，不仅有利 于纤维的染色，而且能够减少PLA纤维的强度损伤。值得注意的是 ，染后皂洗最好采用中性浴低温皂洗，尽量避免烧碱、保险粉还 原清洗。
由于分散染料对PLA纤维染色匀染性比PET纤维差，所以80℃ 以上应减慢升温速率，一般以1 ℃/min为宜。
2020/10/15
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
2.7 工艺推荐
国外公司建议的染色产品 加工流程：
使用醋酸/醋酸钠缓冲溶液调
制染浴 H 值为 4 ～ 5，染浴从
40 ℃时加入各种染色助剂开始
胡玲玲等人发现PLA纤维在染色开始后10 min内均已达到较高 的上染百分率，在30-40 min内基本达到最高值。吕景春认为保 温20 min可使PLA纤维获得最大染色深度。
一般情况下，当染色温度为110 ℃左右时，染色时间应控制在 40-60 min。
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
2.6 升温速率
由于PLA纤维的熔点(175 ℃)和玻璃化温度(57 ℃)低，因此 在11 ℃和pH为5-6的条件下采用常规分散染料染色工艺时，应特 别注意控制升温速率。
杨国荣及杨文芳等人研究发现PLA纤维在70 ℃以下几乎不上染 ，上染速率极其缓慢；而当温度超过80℃以后上染速率显著加快 ，这表明PLA纤维在80℃-110 ℃温区内上染百分率受温度影响明 显。
为此，如何提高聚乳酸纤维的染料上色率和牢度，降低成本等 是现代材料和染整技术研究人员的主要研究方向之一。
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
2.1 染料选择
由于PLA纤维具有较多的酯基和甲基，没有亲水性的极性基团 和反应性基团，因此目前大多采用分散染料对其进行染色。杨栋 梁等人选用不同结构的分散染料对PLA纤维染色研究，对于高结晶 度的PLA纤维，分子结构比较紧密，纤维大分子链的活性较低，应 该选择扩散性能好、分散稳定且分子成直线型和共面性较强的染 料，染色物的染透性和均匀性较佳；而对于低结晶度的PLA纤维， 应选用容易移染的单偶氮和双偶氮类结构染料为佳。
从乳酸单体合成聚乳酸有两种途径：一种是直接聚合法，另一种是丙交 酯法。直接聚合法是乳酸的直接脱水缩聚，丙交酯法是二分子的乳酸脱水 生成环状的乳酸酐二聚体，然后进行开环聚合。
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1.聚乳酸纤维结构与染色性能
聚乳酸纤维织物染色技术问题，主要表现在染料上色率低，染 色后纤维物理械性能保持性较差，采用浸染的方式很难将纤维染 得深色（尽管聚乳酸纤维的折射系数不高），以致染得的服装浅 色多，深色少，颜色鲜艳亮丽的更少。
Kameoka等人的研究表明，高温导PLA纤维发生很大程度的 降解，因此PLA纤维的染色温度应控制110 ℃左右。
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
2.4 染色时间
上染时间过短会导致染料没有充分上染，上染率低，影响颜色 深度和色牢度，而时间过长，PLA纤维水解加剧，影响PLA纤维的 强度，因此选择合适的染色时间对提高染色质量和确保纤维性能 具有重要的意义。
程序升温，染液以 2 ～ 3 ℃ /分
钟的升温速率升温至 70 ℃，再
以 1 ～ 2 ℃ /分钟的升温速率升
温至100 ～ 110 ℃ ，保温染色 20
～ 60 分钟。染色保温后，以 2
℃ /分钟的降温速率降温至 50
℃，然后排液，进行还原清洗、
2.3 染色温度
由于PLA纤维不耐热，温度不仅影响到染料的上染，还会影响 纤维的其他性能，如表面光滑度、手感以及断裂强力等。
在80-110 ℃温度范围内对PLA纤维进行染色时，随着温度的 提高，分散染料对PLA纤维的上染百分率逐渐提高，染色品的表面 深度也出现显著增加。
在80-110℃范围内，几乎温度每提高10 ℃，PLA纤维的上染 百分率提高约5%-10%，而且到达110 ℃后，上染百分率几乎达 到最高；再增加温度对上染百分率影响不大。
二是采用一种非离子表面活性剂以达到缓染与移染的效果。这种 非离子表面活性剂主要是与分散染料起作用，增加染料在染浴中 的溶解度而达到缓染作用。
斯国平研究了几种不同分散助剂对染色的影响，认为对同一种 分散剂而言，分散染料中含分散剂量越多，上染率越低。
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
2.2 助剂选择
染料在染色时，重要的问题是染料的分散与匀染，匀染则包括 缓染与移染。由于染料本身的质量问题或由于加工时的升温快、 温度高和染液的高速搅动，容易造成染料分子的结晶、凝聚，导 致染色不匀染。
解决措施：
一是加入一种阴离子分散剂，吸附在染料粒子外层形成保护层， 由于负电性的相斥而使染料保持好的分散状态。
聚乳酸材料纤维染色
2020/10/15
主讲人：Sisyphus
1
目录
1.聚乳酸纤维结构与染色性能 2.聚乳酸纤维传统染色技术 3.聚乳酸纤维混纺染色工艺 4.聚乳酸纤维染色新技术 5.结语 6.参考文献
2020/10/15
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精品资料
1.聚乳酸纤维结构与染色性能
图1.1 合成PLA的两种途径
其它影响聚乳酸纤维染色的因素很多，如聚乳酸纤维不耐高温 ，染色过程中，易受温度、酸度、各种助剂以及染料结构和粒度 等因素的影响。
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1.聚乳酸纤维结构与染色性能
虽然聚乳酸纤维纺织服装已在美国、欧洲、日本出现，但是由于 分散染料的上色率普遍比较低，致使市场上出现的聚乳酸纤维服 装，浅色多深色少，色彩鲜艳度不高。
2.5 染色PH值
由于PLA纤维不耐强碱，合适的染液PH值对PLA纤维的染色效 果影响较大。如果碱性过强，会使得染料和PLA纤维发生水解。
王燕等人的研究证明在70 ℃-90 ℃温度条件下，当PH值在37时，PLA纤维性能损伤不大，但随着pH值增大，纤维的强度明显 下降。
因此，PLA的染色应在偏酸性(pH<7)条件下进行，不仅有利 于纤维的染色，而且能够减少PLA纤维的强度损伤。值得注意的是 ，染后皂洗最好采用中性浴低温皂洗，尽量避免烧碱、保险粉还 原清洗。
由于分散染料对PLA纤维染色匀染性比PET纤维差，所以80℃ 以上应减慢升温速率，一般以1 ℃/min为宜。
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2.7 工艺推荐
国外公司建议的染色产品 加工流程：
使用醋酸/醋酸钠缓冲溶液调
制染浴 H 值为 4 ～ 5，染浴从
40 ℃时加入各种染色助剂开始
胡玲玲等人发现PLA纤维在染色开始后10 min内均已达到较高 的上染百分率，在30-40 min内基本达到最高值。吕景春认为保 温20 min可使PLA纤维获得最大染色深度。
一般情况下，当染色温度为110 ℃左右时，染色时间应控制在 40-60 min。
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
2.6 升温速率
由于PLA纤维的熔点(175 ℃)和玻璃化温度(57 ℃)低，因此 在11 ℃和pH为5-6的条件下采用常规分散染料染色工艺时，应特 别注意控制升温速率。
杨国荣及杨文芳等人研究发现PLA纤维在70 ℃以下几乎不上染 ，上染速率极其缓慢；而当温度超过80℃以后上染速率显著加快 ，这表明PLA纤维在80℃-110 ℃温区内上染百分率受温度影响明 显。
为此，如何提高聚乳酸纤维的染料上色率和牢度，降低成本等 是现代材料和染整技术研究人员的主要研究方向之一。
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
2.1 染料选择
由于PLA纤维具有较多的酯基和甲基，没有亲水性的极性基团 和反应性基团，因此目前大多采用分散染料对其进行染色。杨栋 梁等人选用不同结构的分散染料对PLA纤维染色研究，对于高结晶 度的PLA纤维，分子结构比较紧密，纤维大分子链的活性较低，应 该选择扩散性能好、分散稳定且分子成直线型和共面性较强的染 料，染色物的染透性和均匀性较佳；而对于低结晶度的PLA纤维， 应选用容易移染的单偶氮和双偶氮类结构染料为佳。
从乳酸单体合成聚乳酸有两种途径：一种是直接聚合法，另一种是丙交 酯法。直接聚合法是乳酸的直接脱水缩聚，丙交酯法是二分子的乳酸脱水 生成环状的乳酸酐二聚体，然后进行开环聚合。
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1.聚乳酸纤维结构与染色性能
聚乳酸纤维织物染色技术问题，主要表现在染料上色率低，染 色后纤维物理械性能保持性较差，采用浸染的方式很难将纤维染 得深色（尽管聚乳酸纤维的折射系数不高），以致染得的服装浅 色多，深色少，颜色鲜艳亮丽的更少。
Kameoka等人的研究表明，高温导PLA纤维发生很大程度的 降解，因此PLA纤维的染色温度应控制110 ℃左右。
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2.4 染色时间
上染时间过短会导致染料没有充分上染，上染率低，影响颜色 深度和色牢度，而时间过长，PLA纤维水解加剧，影响PLA纤维的 强度，因此选择合适的染色时间对提高染色质量和确保纤维性能 具有重要的意义。
程序升温，染液以 2 ～ 3 ℃ /分
钟的升温速率升温至 70 ℃，再
以 1 ～ 2 ℃ /分钟的升温速率升
温至100 ～ 110 ℃ ，保温染色 20
～ 60 分钟。染色保温后，以 2
℃ /分钟的降温速率降温至 50
℃，然后排液，进行还原清洗、
2.3 染色温度
由于PLA纤维不耐热，温度不仅影响到染料的上染，还会影响 纤维的其他性能，如表面光滑度、手感以及断裂强力等。
在80-110 ℃温度范围内对PLA纤维进行染色时，随着温度的 提高，分散染料对PLA纤维的上染百分率逐渐提高，染色品的表面 深度也出现显著增加。
在80-110℃范围内，几乎温度每提高10 ℃，PLA纤维的上染 百分率提高约5%-10%，而且到达110 ℃后，上染百分率几乎达 到最高；再增加温度对上染百分率影响不大。
二是采用一种非离子表面活性剂以达到缓染与移染的效果。这种 非离子表面活性剂主要是与分散染料起作用，增加染料在染浴中 的溶解度而达到缓染作用。
斯国平研究了几种不同分散助剂对染色的影响，认为对同一种 分散剂而言，分散染料中含分散剂量越多，上染率越低。
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2.聚乳酸纤维传统染色技术
2.2 助剂选择
染料在染色时，重要的问题是染料的分散与匀染，匀染则包括 缓染与移染。由于染料本身的质量问题或由于加工时的升温快、 温度高和染液的高速搅动，容易造成染料分子的结晶、凝聚，导 致染色不匀染。
解决措施：
一是加入一种阴离子分散剂，吸附在染料粒子外层形成保护层， 由于负电性的相斥而使染料保持好的分散状态。
聚乳酸材料纤维染色
2020/10/15
主讲人：Sisyphus
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目录
1.聚乳酸纤维结构与染色性能 2.聚乳酸纤维传统染色技术 3.聚乳酸纤维混纺染色工艺 4.聚乳酸纤维染色新技术 5.结语 6.参考文献
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精品资料
1.聚乳酸纤维结构与染色性能
图1.1 合成PLA的两种途径