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聚乳酸(简称PLA)纤维是新一代生态环保型合成聚酯纤维,采用玉米、木薯等淀粉原料,经发酵制取乳酸,通过聚合获得聚乳酸树脂,最后经纺丝而制成,具有优良的生物相容性和生物可降解性,属于生物质合成纤维。研究PLA纤维的性能和染整加工技术具有重要的意义。本课题主要对PLA纤维的基本性能、染整加工过程对纤维结构和性能的影响、PLA纤维以及PLA/绢丝混纺制品的染色性能进行了研究。 通过扫描电镜、X-射线衍射、热分析等手段对PLA纤维表观形态、结构组成、结晶性能、热学性能和力学性能进行了研究。结果表明,PLA纤维表面光滑、富有光泽;结晶度约为51.50%;断裂强力为5.73cN·dtex-1,断裂伸长率为25.09%;PLA纤维的耐热性较差,熔融温度仅为169.55℃。 为了给PLA纤维染整工艺条件的制定提供依据,测定了PLA纤维的耐热稳定性、酸碱稳定性。试验结果表明,PLA纤维热稳定性较差,干热处理温度应该控制在130℃以内,湿热温度控制在110℃以内。PLA纤维的耐酸稳定性较强,即使在浓度为100g/L的硫酸中95℃处理30 min,纤维的强力损失和结晶度下降不明显。但是,PLA纤维的耐碱性很差,在95℃的1g/L的碳酸钠溶液处理30min后,强力下降明显。 通过研究不同结构类型的分散染料在PLA纤维上染色的影响因素,得出最佳工艺条件为:pH值=5,温度110℃,染色40 min。分散染料对PLA纤维的提升性不是太好,分散染料上染PLA纤维的上染百分率、表观得色量不是很高。为了提高聚乳酸纤维的的表观得色量,探讨NaOH质量浓度、温度、时间等碱处理条件对PLA纤维减量率、强力的变化,以及碱处理后对PLA纤维染色性能的影响。聚乳酸纤维的减量率随着NaOH质量浓度、温度和时间的增加而提高;随着减量率的增加,断裂强力下降。碱处理后分散染料上染PLA纤维的上染百分率得到了提高,但是纤维的表观得色量并没有增加。进一步探讨了增深剂M-6119用量、焙烘温度、焙烘时间对PLA织物增深效果的影响。增深剂M-6119处理后对PLA织物的增深效果明显增加,在增深剂M-6119用量60g/L,120℃焙烘1 min的条件下处理聚乳酸织物的K/S值增加了29.38%。 研究了Lanasol系列和Delosol系列活性染料在绢丝上染色的影响因素,得到最适染色工艺:pH=5,100℃下染色40 min。在此条件下,两种系列的染料对绢丝染色的上染率、固色率都很好,都能达到85%以上。进一步研究了分散染料和活性染料对PLA/绢丝混纺产品的染色工艺。研究发现,分散染料对绢丝的沾色性较为严重,随着染色温度的提高,沾色量增加,增加的程度随染料结构的不同而有所差异。而活性染料对聚乳酸纤维的沾色较少,基本不上染。在进行聚乳酸/绢丝同浴染色时不需要专门考虑活性染料对聚乳酸纤维的沾色问题。通过选择对绢丝沾色较少的分散染料以及活性染料Lanasol系列对绢丝和聚乳酸纤维进行一浴、二浴法染色,发现绢丝二浴法染色得到的K/S值高于其他染色工艺条件下得到的K/S值,且此时分散染料对绢丝的沾色最少;聚乳酸纤维/绢丝染色时应采用二浴法染色工艺。