印染学研究生毕业论文参考资料：乳酸织物的印染工艺流程研究

绪论

考虑到载体对染料的促染作用，可以降低染色温度，能够实现常压条件下的上染，而且不增加染色工序，使用方便。载体对纤维可以起到增塑作用和增溶作用。增塑作用能够降低聚乳酸纤维的玻璃化转变温度，增溶作用使大量染料吸附在纤维表面，增加纤维内外的染料浓度差，有利于染料向纤维内部扩散，染色中表现出较高的上染百分率。本文将讨论采用加入载体的聚乳酸染色工艺，以期得到具有良好的染色效果织物。聚乳酸织物一般用分散染料在较低温度下染色，由于结构原因，耐热性差，常规的分散染料印花方法不适用于聚乳酸印花，并且聚乳酸大分子上无活性基团，一般的染料印花很难与聚乳酸织物紧密结合。涂料印花是用高分子粘合剂把涂料（着色剂）印到织物上，经高温处理，形成具有一定弹性和耐磨性的透明薄膜，把涂料固着于纤维上的印花方法。而且涂料印花具有工艺简单，无需水洗，并且不存在涂料对纤维的直接性问题，印制织物时依靠粘合剂机械性地固着于纤维的表面，对于大分子上无活性基团的聚乳酸织物的印花，涂料印花是一种较好的印花方式的选择。而对于聚乳酸的印花工艺研究尚处于初步阶段，该方面的研究工作国内尚未见文献报道。

第 1 章 文献综述

1.1 聚乳酸纤维概述
1.1.1 聚乳酸纤维的问世
1932 年，美国杜邦公司 Carothers 首次用乳酸以真空加热方式生产出一种低分子量的玉米聚乳酸，后因未能进一步提高聚乳酸的分子量而放弃了对其研究；1948 年美国维吉尼亚卡罗来纳化学公司利用玉米残渣提取玉米醇熔蛋白质，生产出 Vicara 纤维；1954 年DuPont 公司采用新的聚合方法制备出了高分子量的聚乳酸。1962 年美国 Cyanamid 公司利用聚乳酸制成性能优异的医用级缝合线等。由于受早期科技水平的制约，上述研制出的各种聚乳酸酯[1]纤维因强度低、物理机械性能差、达不到纺织纤维的基本要求，均未能实现工业化生产。20 世纪 90 年代，美国卡吉尔道（Cargill Dow）公司与日本钟纺纤维公司共同向世人推出了一种新型的环保型纤维——由玉米制成的聚乳酸纤维（PLA 纤维），又称作玉米纤维，从此开创了聚乳酸纤维工业化发展阶段。聚乳酸纤维[2]是采用玉米、小麦等自然资源为原料发酵成为乳酸，聚合之后，通过溶液纺丝或者熔融纺丝所制成的。
PLA 纤维之所以受到众多纤维公司和消费者关注，并显示强大的生命力，关键在于它具有很好的生物降解性和生物相容性[3-5]，这种由谷物为原料制备出来的纤维是一种性能较好的可生物降解纤维，其燃烧值低，几乎与纸相同，燃烧后不会生成氮的氧化物等气体，其废弃物埋在地下，通过微生物的作用可分解成对空气无害的二氧化碳和水，它们在光和作用下，又能重新生产聚乳酸的原材料，因此可以取之不尽用之不竭的循环利用。随着人们环保意识的增强以及国家节能减排政策的提出，这种绿色环保的聚乳酸纤维会越来越受人们的亲睐。
1.1.2 聚乳酸纤维的生产
1.1.2.1 聚乳酸树脂的合成
聚乳酸树脂[6-7]可以由乳酸经二步法间接合成，或乳酸直接一步法聚合而得到 图 1 为聚乳酸合成的两种途径 。
1.1.2.2 聚乳酸纤维的纺丝方法聚乳酸纤维的纺丝方法主要有两种[3]：溶液纺丝和熔融纺丝两种。由于熔融纺丝法的工艺相对简单，并且其工艺和设备仍在不断改进和完善，因此采用熔融纺丝法生产聚乳酸纤维，目前已进入商业化生产阶段。聚乳酸纤维（PLLA）是热塑性聚合物，采用熔融纺丝并不困难[8]。各种现有用于生产涤纶的熔融纺丝工艺，如高速纺丝一步法，和熔融纺丝—拉伸二步法，都可以采用。高速纺丝一步法工艺一般为：封闭末端的-OH 基团的聚乳酸→高真空下干燥（2.66×10-3Pa 下3h）→熔融纺丝（温度 185-200℃，纺丝速度 2000-3500m/m in）。对于熔融纺丝—拉伸二步法，不仅先需要进行封端、抽真空等预处理，而且熔融挤出和热拉伸的全过程，还需要氮气保护，其一般工艺为：预处理→螺杆挤出机纺丝（温度 200-240℃）。
聚乳酸纤维与涤纶纤维的主要物理及化学性质相比，比重较涤纶织物小，可以做出轻盈手感织物；PLA 纤维拥有较小的反射系数，对于织物染色而言，可染深色，并且染色牢度高；断裂强度、断裂伸长与涤纶纤维基本相同，但其模量较低，仅为涤纶纤维的 1/2，比 PET 纤维软，说明其有很好的手感；同时，聚乳酸纤维弹性回复率很高，说明其定型性很好；玻璃化转变温度较低，说明其环保性能较好。用聚乳酸纤维制成的服装比涤纶悬垂性和抗皱性好，外表更加华丽美观，因此聚乳酸纤维是制造服装的理想原料。聚乳酸纤维除物理机械性能和加工性能好之外，还有很多优点[7,10,11]：
（1）原料丰富，资源和能原消耗少。PET 等合成纤维主要是以石油为原料进行生产，然而 PLA 纤维是以粮食等自然界的可再生资源为原料制成的，所以取之不尽，用之不竭。不仅绿色环保，同时其产品综合能耗是目前大类化学纤维生产中最低的。
（2）可生物降解PET 等以石油为原料的合成纤维废弃物不能生物降解，而 PLA 纤维埋藏在土壤里。在微生物的作用下，1-2 年的时间即可完全降解，分解成二氧化碳和水。是一种理想的可生物降解纤维。同时，相对于其它已开发成功的生物降解材料而言，其熔点和玻璃化温度已是较高的,在通常使用情况下，不至于影响其使用性能。
（3）舒适性和安全性模拟人体的干燥和出汗皮肤状态下的对比测试实验，PLA 混纺织物和同规格的 PET混纺织物对比有更大的舒适感。特别是其生物兼容性好，不刺激皮肤，穿着时较为舒适。聚乳酸纤维植入体内无毒副作用，因此安全性好，不但可用作可吸收的手术缝合线和组织工程材料，而且很适于室外应用领域和室内装饰织物。并且具有一定的阻燃性能，易自熄，火灾危险性小。

第 2 章 实验部分.............................20
2.1 实验材料..............................20
2.2 实验药品及助剂..........................20
2.3 实验仪器...........................21
2.4 实验方法.........................21
2.5 测试方法.............................23
第 3 章 聚乳酸织物的载体染色..................................26
3.1 载体的筛选.....................................26
3.2 载体浓度对染色的影响...................26
3.3 温度对染色的影响...................................27
3.4 时间对染色的影响......................29
3.5 染色工艺优化............................30
第 4 章 聚乳酸织物的涂料印花...................................43
4.1 手工平网印花研究.........................43
4.2（成衣）数码印花工艺研究..........................55

结论
1、经过载体筛选发现，载体 D-922 和载体 CWP-931 较适合聚乳酸织物常压载体染色。聚乳酸织物分散染料载体 D-922 染色优化工艺为：染色温度 95℃，染色时间 60min，载体D-922 浓度 1.5g/L；聚乳酸织物载体 CWP-931 染色优化工艺为：染色温度 95℃，染色时间60min，载体浓度 0.8g/L，实现了常压染色
2、载体染色后聚乳酸织物断裂强力基本无下降，具有良好的耐洗色牢度，三种染料水洗牢度达到 5 级；并且湿摩擦色牢度也均为 5 级，干摩擦牢度相对于湿摩擦牢度较差，但也在 3 级以上，亚邦红玉和亚邦黄的日晒牢度较好，达到 4 级，亚邦上青的日晒牢度较差，仅为 2 级 亚邦红玉、亚邦黄、亚邦上青上染聚乳酸纤维都具有良好的相容性及良好的匀染性 除了亚邦上青在提升性方面不是很明显外，分散染料亚邦红玉、亚邦黄提升性优良 与110℃高温高压染色比较，染色后色光没有发生变化，得色虽然没有高温高压染色深，但是也达到了理想的染色深度，同时染色后织物强力没有下降（高温高压染色后织物强力下降约 23.6%）。
3、手工平网印花采用 HF 系列涂料，KG-101 为粘合剂对聚乳酸织物印花，最佳工艺条件：涂料 2%，粘合剂 KG-101 40%，增稠剂 KG-102 2%，架桥剂 1%；柔软整理剂 5g/l。工艺流程：调色浆→织物等离子体前处理→手工平网印花→烘干（80℃，5min）→焙烘（130℃，5 min）→柔软后整理。在以上条件下印花可以获得较深的 K/S 值，干/湿摩擦分别为 3-4级、4 级左右，刷洗牢度 3~4 级左右，手感 4 级。氧等离子体处理织物后手工平网印花，可以使织物刷洗牢度及干湿摩擦牢度提高半级到 1 级左右，同时不影响手感。对于手工平网印花涂料的三原色可以进行拼色，拼色时不存在不匀的现象，重现性好，其得色不如单色高，但色牢度较好。

参考文献
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