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前言 聚乳酸通常是由玉米淀粉、小麥等天然糖類發(fā)酵成乳酸，后經(jīng)乳酸聚合而成的一種可生物降解的新型聚合物。和滌綸織物一樣，聚乳酸織物也是通過分散染料來染色，但由于分散染料具有較強的疏水性，當染浴溫度下降時，染料由于分散性能降低而在疏水性纖維表面聚集，這不僅會造成染色織物水洗牢度的降低，而且織物的色光也會發(fā)生變化。因此，可通過染后堿性還原清洗來去除沒有滲透到纖維內(nèi)部而在纖維表面聚集的分散染料，從而提高染色織物的水洗牢度。 還原清洗的作用效果與分散染料的化學結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。大多數(shù)分散染料都含有偶氮結(jié)構(gòu)，這些染料在堿性條件下（如連二亞硫酸鈉堿性溶液中），偶氮發(fā)色團會受到分解，隨著偶氮組分被分解成兩個無色的氨基組分后，織物的色深值也會降低；對于蒽醌類分散染料染色織物的還原清洗而言，纖維表面聚集的染料會被還原成水溶性隱色體形式，隱色體對疏水性纖維沒有親和力，從而會殘留在堿性浴中。 還原清洗的最佳效果就是在不降低織物色深值的前提下提高織物的水洗牢度，因此要求減少化學品的用量。本篇研究的目的是獲得聚乳酸（Ingeo）色織物的最佳還原清洗工藝條件，從而為印染企業(yè)的實際生產(chǎn)提供必要的理論和技術(shù)依據(jù)，有利于促進的聚乳酸纖維健康持續(xù)的發(fā)展。1　實驗1.1 實驗材料 線密度（150dtex/144f）和組織結(jié)構(gòu)完全相同的聚乳酸（Ingeo）和滌綸織物。兩種偶氮型分散染料，分別為Foron Rubine S-2GFL(染料1)和Dianix Blue XF（染料2）。Dianix Blue XF是一種主流的商品化染料，在聚乳酸織物上的得色量較深，濕牢度比較好，但耐堿性較差；Rubine S-2GFL其化學結(jié)構(gòu)能夠代表許多種類的分散染料，它在聚乳酸織物上的水洗牢度比較低（還原清洗后），因而用此染料更能說明不同還原清洗工藝條件的清洗效果。1.2 基織物的前處理 聚乳酸和滌綸基織物需在含有Kieralon Je

t B 1g/L(非離子表面活性劑)和碳酸鈉1g/L的精練液中，在60℃條件下處理15min以去除織物表面上所含有的雜質(zhì)。精練過后，織物用冷水沖洗干凈后在室溫下晾干。1.3 染色過程 用選好的兩種分散染料分別染聚乳酸和滌綸織物以獲得不同的色深值。染色時浴比為10:1，聚乳酸和滌綸織物的染色工藝分別如圖1和2所示。染色助劑Ludigol AR（反還原劑，染料1專用）和Setamol BL（陰離子分散劑）在染色升溫前就加入染浴中。染完后，織物先在溫水中水洗5min，然后在冷水中水洗2min后在室溫下晾干。 圖1 聚乳酸織物分散染料染色工藝 圖2 滌綸織物分散染料染色工藝1.4 堿性還原清洗 染色完成后，需通過堿性還原清洗來去除聚集在纖維表面上的分散染料。將染好的兩種色織物剪成若干塊后投入到如表1所示的含有不同堿劑還原清洗液中。一般情況下，滌綸色織物在連二亞硫酸鈉3g/L，碳酸鈉3g/L，溫度70～80℃的堿性浴中處理10～20min就可以將吸附在纖維表面上的染料和助劑分解到清洗液中。而聚乳酸色織物的堿性還原清洗條件則必須要溫和得多，這是因為堿性條件下，聚乳酸比滌綸織物的水解程度要劇烈得多。因此，為了比較兩種色織物的還原清洗性能，都采用了在還原清洗液中加入碳酸鈉作為堿劑的方法。此外，為了和工廠的生產(chǎn)工藝相對應(yīng)，聚乳酸色織物的還原清洗液中還應(yīng)加入2g/L的連二亞硫酸鈉。清洗完畢后，色織物先在60℃的溫水中洗滌5min，后在冷水中洗滌2min，直到布面呈中性后在室溫下晾干。表1色織物不同的還原清洗條件a 及染料1和染料2（每種染料用量各自為聚乳酸1.38％owf 和滌綸1.35％owf）所染的聚乳酸和滌綸織物還原清洗后的色深值

溫度 時間 堿濃度 K/S K/S K/S K/S （℃） （min） （x g/L Na2CO3） 滌綸（染料1 ） 聚乳酸（染料1） 滌綸（染料2） 聚乳酸（染料2）

50 15 2 14.3 16.4 13.9 13.6 60 15 2 14.2 16.3 14.0 13.5 70 15 2 14.4 16.1 13.8 12.9 90 15 2 14.3 13.8 14.0 4.6 50 15 8 14.2 16.3 13.9 13.7 60 15 8 14.3 16.1 13.8 13.7 70 15 8 14.3 15.3 14.0 12.4 90 15 8 14.4 8.2 13.8 2.5 50 60 2 14.4 16.4 13.8 13.5 60 60 2 14.2 16.2 14.0 13.3 70 60 2 14.3 15.5 13.9 12.2 90 60 2 14.2 12.2 13.9 0.61 50 60 8 14.3 16.3 14.0 13.7 60 60 8 14.4 16.1 13.9 13.6 70 60 8 14.2 14.8 13.8 11.6 90 60 8 14.2 7.0 13.8 0.30

a 堿劑用量為x g/L的碳酸鈉和2g/L的連二亞硫酸鈉1.5 織物色深值的測定 通過Datacolor 600 測色配色儀來測定不同還原清洗工藝后的織物色深值，某段波長下所對應(yīng)的最大K/S值即該織物的色深值。每個織物測四次，正反面各兩次以計算K/S平均值。1.6 水洗牢度的測試 還原清洗后，色織物的水洗牢度測試根據(jù)ISO 105:C06標準方法進行，水洗后進行褪色和沾色評級。2　結(jié)果與討論2.1 不同堿性還原清洗條件下的織物色

深值的變化 分散染料Dianix Blue XF和Foron Rubine S-2GFL染聚乳酸和滌綸織物后，經(jīng)過還原清洗的色深值如表1所示。 由表1可知，滌綸色織物用碳酸鈉還原清洗，即使在90℃的清洗條件下，染料幾乎都沒有脫落；當染料1染聚乳酸色織物經(jīng)過堿劑（碳酸鈉2～8g/L），時間（15～60min），清洗溫度分別為50℃和60℃的還原清洗后，色深值變化不大。當提高清洗液的pH值并在70℃條件下清洗時，聚乳酸色織物上的染料有脫落的跡象，當清洗溫度為90℃時，脫落的現(xiàn)象更為劇烈。與染料1相比，染料2在堿性條件下表現(xiàn)得更不穩(wěn)定，當聚乳酸色織物在60℃以上的條件進行還原清洗后，織物的色深值發(fā)生了明顯的變化。當在90℃條件下進行清洗，幾乎所有的染料都從織物上脫落。因此，聚乳酸色織物可以選擇碳酸鈉2g/L和連二亞硫酸鈉2g/L，清洗15min的工藝進行進一步研究。2.2 不同溫度還原清洗工藝條件下的織物色深值 表2說明了聚乳酸和滌綸色織物在還原清洗堿劑（碳酸鈉2g/L，連二亞硫酸鈉2g/L）和時間（15min）完全相同，而溫度不同的清洗工藝下，聚乳酸和滌綸織物的色深值。從表中不難看出，聚乳酸織物清洗后的色深值比滌綸的要低得多。表2 不同溫度的堿性還原清洗后聚乳酸和滌綸織物的色深值a

染料1 染料2 溫度 滌綸(1.35owf) 聚乳酸(1.38owf) 滌綸(1.87owf) 聚乳酸(1.85owf) (℃) K/S(洗前) K/S(洗后) K/S(洗前) K/S(洗后) K/S(洗前) K/S(洗后) K/S(洗前) K/S(洗后)

無堿清洗 14.3 14.3 16.5 16.5 13.8 13.8 13.9 13.9 50 14.3 14.3 16.5 16 .4 13.8 13.9 13.9 13.6 60 14.3 14.2 16.5 16.3 13.8 14.0 13.9 13.5 70 14.3 14.4 16.5 16.1 13.8 13.8 13.9 12.9 80 14.3 14.2 16.5 15.2 13.8 13.9 13.9 9.5 90 14.3 14.3 16.5 13.8 13.8 14.0 13.9 4.6

a 碳酸鈉2g/L,連二亞硫酸鈉2g/L,還原清洗15min 聚乳酸纖維的玻璃化溫度(Tg)為55～65℃(滌綸纖維為80～90℃)，當清洗溫度在玻璃化溫度以上時，纖維大分子運動加劇，大分子鏈發(fā)生劇烈轉(zhuǎn)動，纖維的自由體積增大，從而有利于染料在纖維內(nèi)部自由移動。表2說明了當水洗溫度和纖維的玻璃化溫度接近時，即水洗溫度在50℃或60℃時，聚乳酸色織物上的染料只有少許脫落。而當水洗溫度升為70℃時，聚乳酸織物的色深值明顯降低，尤其是對堿敏感的染料2所染的聚乳酸織物，溫度越高，染料脫落現(xiàn)象尤為嚴重。 還原清洗過程中，當還原清洗溫度高于纖維的玻璃化溫度時，纖維的結(jié)晶區(qū)被打開，自由體積增大，水和堿劑更容易進入纖維內(nèi)部，從而導致被還原清洗的染料增多。此外，由于清洗溫度在纖維玻璃化溫度之上，不僅纖維表面的染料會被還原清洗到還原液中，纖維內(nèi)部的染料也更容易轉(zhuǎn)移到纖維表面從而使還原清洗過程在不斷的進行。隨著還原清洗時間的延長和溫度的升高，染料從纖維內(nèi)部轉(zhuǎn)移到纖維表面的傾向也越來越強烈。 就聚乳酸色織物而言，隨著還原清洗的溫度的升高，染料2比染料1的脫落現(xiàn)象要更為明顯。假設(shè)纖維表面染料2的水解速率比染料1快，為了保持平衡，就會有更多的染料2從纖維內(nèi)部轉(zhuǎn)移到纖維表面而被分解，從而導致了織物色深值明顯的降低。而對聚乳酸染料1染色織物而言，染料1在纖維表面被水

解的速率較慢，從而織物色深值減少得不是很多。 滌綸色織物經(jīng)過還原清洗后織物的色深值變化不是很大，這主要是因為還原清洗的溫度幾乎都在滌綸纖維的玻璃化溫度之下，從而還原清洗液難以滲透到纖維內(nèi)部，纖維內(nèi)部的染料也難以轉(zhuǎn)移到纖維表面上來。2.3 不同堿性還原清洗后色織物的水洗牢度 表3說明了聚乳酸兩種分散染料染色織物經(jīng)過C06/B2S標準工藝過后的水洗牢度。染料2染聚乳酸織物的水洗牢度要比染料1的好；隨著還原清洗溫度的升高，染料1所染聚乳酸織物的水洗牢度在逐漸下降，這表明在還原清洗過程中，溫度對纖維內(nèi)部的染料的作用比對纖維表面染料的作用更強；兩種染料在50℃水洗牢度測試條件下的織物褪色牢度幾乎沒有什么變化。 表3 兩種分散染料染聚乳酸織物經(jīng)過不同還原清洗工藝條件后的水洗牢度

水洗牢度(染料1) 水洗牢度(染料2) 溫度(℃) 時間(min) 堿劑(x g/L Na2CO3) 褪色 尼龍沾色 褪色 尼龍沾色

50 15 2 5 3 5 4-5 60 15 2 5 3 5 4-5 70 15 2 5 2-3 5 4-5 90 15 2 5 2 5 4-5 50 15 8 5 3 5 4-5 60 15 8 5 3 5 4-5 70 15 8 5 2-3 5 4-5 90 15 8 5 2 5 4-5

3　結(jié)論 （1）隨著堿性還原清洗條件(時間，溫度，pH)的增大，聚乳酸色織物上的染料的脫落程度也隨之增大。 （2）在一定條件下，對堿敏感的染料如Dianix Blue XF(染料2)比對堿穩(wěn)定的染料如Foron Rubine S-2GFL(染料1)的水洗牢度要好。聚乳酸色織物的還原清洗溫度不能高于其纖維的

玻璃化溫度。 （3）聚乳酸色織物在碳酸鈉2g/L，連二亞硫酸鈉2g/L，溫度60℃，時間15min的還原清洗工藝條件下效果最佳，此還原清洗條件下聚乳酸色織物的色深值不僅沒有明顯的降低，而且織物的水洗牢度也達到了最佳值，可以在工廠推廣應(yīng)用。 （4）ISO 105:C06/B2S測得的Dianix Blue XF染聚乳酸織物的水洗牢度比較高，這是因為纖維表面聚集的染料在還原清洗過程中已經(jīng)完全水解。而Foron Rubine S-2GFL染料所染的聚乳酸織物的水洗牢度相對較低，是因為還原清洗過程中，纖維表面的染料沒有被完全水解,而在水洗牢度測試過程中被洗出。還原清洗溫度升高后，聚乳酸色織物的水洗牢度有輕微的降低。 （5）聚乳酸染色織物的水洗牢度和分散染料結(jié)構(gòu)有關(guān)。為了提高分散染料在聚乳酸織物上的水洗牢度，可選對堿敏感的分散染料。作者簡介：許建華（1984-），男，碩士研究生在讀，研究方向：從事新型纖維紡織品的染整加工性能及新型纖維的結(jié)構(gòu)性能研究。