1、幾種新型纖維的性質(zhì)及染色2011-07-07來(lái)源：張琳琳點(diǎn)擊次數(shù)：1223關(guān)鍵字：新型纖維;Tencel纖維;聚乳酸（PLA）纖維;竹纖維;空調(diào)纖維;染色性能近些年來(lái)，服裝面料的發(fā)展日新月異，新型面料不斷推出。一方面歸結(jié)于科技技術(shù) 的不斷發(fā)展，另一方面，市場(chǎng)的需要是推動(dòng)面料發(fā)展的直接原因。保暖與美觀已不 再是消費(fèi)者的唯一追求，綠色保健已成為人們選擇服裝面料的又一焦點(diǎn)。應(yīng)此要 求，一批批新型的綠色保健面料應(yīng)運(yùn)而生。1. Tencel 纖維Tencel纖維是天然纖維素纖維，采用NMMO （環(huán)狀叔胺氧化物：N-甲基嗎琳氧 化物N-methyl-morpholine-Oxide）紡絲工藝生產(chǎn)而成。Te

2、ncel纖維在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú) 污染并且性能優(yōu)良被譽(yù)為“21世紀(jì)最有希望的綠色環(huán)保型纖維”，從而成為國(guó)內(nèi)外 紡織企業(yè)競(jìng)相開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)產(chǎn)品。Tencel纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)與棉纖維、粘膠纖維基本相同，但其聚合度高于粘膠纖維。它具有良好的吸濕性，透氣性,服用舒適性；其光澤性，抗靜電性，染色性，成服的 尺寸穩(wěn)定性,廢棄后的生物降解性都很好，其濕強(qiáng)僅比干強(qiáng)降低15%17%,縮水率不 高，Tencel纖維最大的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工序少而簡(jiǎn)單，不需使用劇毒化工品；所使用的 溶劑可以全部回收利用，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。1.1Tencel纖維的染色特點(diǎn)據(jù)大量的資料介紹，Tencel纖維與棉、粘膠同屬于纖維素纖維，可以用棉用染料染 色，

3、但實(shí)驗(yàn)表明多數(shù)染料對(duì)Tencel纖維上染率不高，上染速率慢，難以達(dá)到得色 濃艷的效果。表1為實(shí)驗(yàn)用的棉用染料在Tencel纖維和粘膠纖維上染色性能的比較染色性能直接染料一般活性染料粘膠Tencel纖維粘膠Teneel纖維奈和力好較好好較好平均上染率（%）727566濕牢度較好較好好較好目測(cè)怦定濃艷淺色光暗濃艷淺色光暗Tencel纖維的染色性能與粘膠纖維之所以不同，主要是由于Tencel纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu) 不同所致。粘膠纖維有皮層和芯層，而Tencel纖維因皮層很薄，幾乎接近全芯層 結(jié)構(gòu)；Tencel纖維結(jié)晶度和取向度都很高，結(jié)品度比粘膠纖維高2倍，且結(jié)品區(qū)較 長(zhǎng)，非晶區(qū)結(jié)構(gòu)也有所不同。這樣染料在纖維

4、內(nèi)部的滲透性和擴(kuò)散性差，染色速 率慢，其勻染性差上染率低濃艷程度不及粘膠纖維。1. 2B型活性染料對(duì)Tencel纖維的染色B型活性染料以一氯均三嗪基團(tuán)為連接基，在染料母體上引入乙烯颯硫酸酯，使之 兼有兩種活性基團(tuán)的優(yōu)點(diǎn)。其染色性能穩(wěn)定，滲透性好，固色率高，勻染性好，對(duì) 染色工藝條件的變化有相當(dāng)強(qiáng)的適應(yīng)性，染色后色光鮮艷純正，充分體現(xiàn)了 Tencel 纖維的光澤和亮度，且該染料屬綠色環(huán)保染料。1p 4染料1- 1| 5L1n ，JB型活性染料BES大紅B-3RD 黃BES艷藍(lán)尚色率(%)SO8579日測(cè)評(píng)定濃艷濃艷濃艷分別采用活性大紅BES，活性金黃B-3RD，活性艷藍(lán)BES在某種染色工藝及條件

5、 下上染Tencel纖維，結(jié)果如下表所示： !_ r iW X I、5L I V- Z J J染料摩擦牢度皂洗牢度干濕原樣槌色白布沾色BES大紅45344B-3RD 黃4S445BES艷藍(lán)4343由上表可知：B型活性染料用于Tencel纖維染色其得色濃艷，上染率高，有著較 高的耐摩擦和皂洗牢度，并且保持了 Tencel纖維光澤明亮手感柔軟的特點(diǎn)；綠色 環(huán)保B型活性染料的應(yīng)用，特別是B型特深色活性染料的應(yīng)用，能夠滿足Tencel 纖維的染色加工要求，使Tencel纖維在綠色環(huán)保紡織品的開(kāi)發(fā)中更具有廣闊的市 場(chǎng)前景。1. 3Tencel纖維的原纖化.Tencel纖維由取向度很高的纖維素分子的集合體

6、：微原纖維以及這些集合體的原纖 維構(gòu)成，相鄰的原纖維與原纖維之間是以氫鍵等微弱的結(jié)合狀態(tài)相聯(lián)結(jié)的。在潤(rùn) 濕狀態(tài)下，原纖維與原纖維之間的結(jié)合被切斷，纖維溶脹，與纖維軸相垂直的方向 的強(qiáng)度變得非常小。在這種狀態(tài)下，若加以機(jī)械性摩擦處理，容易發(fā)生原纖化現(xiàn)象。由于Tencel纖維易原纖化，染色時(shí)纖維易溶脹，一般采用多活性基團(tuán)活性染料緩解這 一現(xiàn)象。多活性基團(tuán)活性染料的抗原纖化作用與活性基團(tuán)在染料分子上的位置、 活性基團(tuán)間距、發(fā)色基團(tuán)的大小和數(shù)目、染料分子橋基的彈性、反應(yīng)基團(tuán)活性和染 料擴(kuò)散能等有關(guān)，并且上染的能力還直接受染色深淺的影響。采用合理的化學(xué)和物理方法來(lái)控制原纖化程度,就可能表現(xiàn)出各種外觀和風(fēng)

7、格；原 纖化狀態(tài)不良則會(huì)使染色受到很大影響。雖然的原纖化控制是一個(gè)麻煩的問(wèn)題，然而利用這種原纖維的性質(zhì)卻可以達(dá)到以下 各種效果：可以最大限度地發(fā)揮出桃皮絨風(fēng)格的觸感。通過(guò)對(duì)原纖化進(jìn)行巧妙的控制，可以獲得天然卷曲形成的高蓬松感?？梢员憩F(xiàn)出高回彈性和良好的懸垂性?？梢垣@得適度的防皺性和優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性。因其具有優(yōu)良的染色性,故可以得到較高的發(fā)色性。2.聚乳酸(PLA)纖維聚乳酸(PLA )纖維兼有天然纖維和合成纖維的特點(diǎn)，吸濕排汗均勻、快干、阻燃性 低、煙塵小、熱散發(fā)小、無(wú)毒性、熔點(diǎn)低、回彈性好、折射指數(shù)低、色彩鮮艷、 不滋長(zhǎng)細(xì)菌和氣味保留指數(shù)低等。由聚乳酸纖維制成的織物具有良好的懸垂性和手 感，

8、所制成的成衣具有穿著舒適，并具耐穿性、抗皺性、抗紫外線和導(dǎo)濕作用， 并能釋放人體氣味等特性，是極佳的高級(jí)休閑服飾和優(yōu)質(zhì)舒適的運(yùn)動(dòng)服面料。合成纖維的玻璃化溫度是決定染料上染的一個(gè)重要因素，當(dāng)染色溫度低于玻璃化溫 度時(shí),纖維內(nèi)部無(wú)定形區(qū)的鏈段尚未發(fā)生運(yùn)動(dòng)，供染料分子擴(kuò)散的瞬間孔隙相對(duì)較少, 所以染料不會(huì)有明顯的上染。當(dāng)染色溫度超過(guò)玻璃化溫度后,上染率則隨鏈段運(yùn)動(dòng) 的加劇明顯提高。不同制備方法及工藝生產(chǎn)的聚乳酸纖維會(huì)擁有不同的內(nèi)部微結(jié) 構(gòu),因此具有不同的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。聚乳酸(PAL)纖維染色性能和染色機(jī)理的研究 對(duì)其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及實(shí)際染色加工具有重要的指導(dǎo)意義。國(guó)內(nèi)外很多研究人員都研究過(guò) PLA纖維的

9、染色性能，并試圖獲得其與分散染料結(jié)構(gòu)的關(guān)系。LEScheyer和 YQYang等人測(cè)定了多只不同結(jié)構(gòu)分散染料對(duì)PLA纖維的上染率，研究表明，分散染料對(duì)PLA纖維只具有中等的親和力，染料化學(xué)結(jié)構(gòu)和能量類型與上染率之間 沒(méi)有明顯的關(guān)系。錢紅飛等人研究了 12只分散染料對(duì)PLA纖維的染色性能，發(fā)現(xiàn) 分散染料分子過(guò)小或分子中極性基團(tuán)過(guò)多，均對(duì)PLA纖維染色不利，而乙酸醋基 的存在，可能會(huì)提高分散染料對(duì)PLA纖維的親和力，因而具有較高的上染率。由 聚乳酸纖維的DSC分析可知：PLA纖維的玻璃化溫度為71.30C,在161.21C與 168.68C處分別存在較大的吸收峰,可以推斷該纖維用分散染料染色時(shí)，當(dāng)

10、溫度低于 69C,染料上染不明顯，耐熱性較差，在158C時(shí)發(fā)生熔融,染色后加工時(shí)應(yīng)避免高溫處 理，以防纖維的損傷。通過(guò)對(duì)PAL纖維染色溫度、染色色光、分散染料升溫上染特性、移染性能和提升 性能的試驗(yàn)，試圖總結(jié)分散染料結(jié)構(gòu)與PLA纖維染色性能的關(guān)系。結(jié)果表明：不 論是高溫型還是低溫型染料，不管是偶氮苯還是蕙醒結(jié)構(gòu)的分散染料，它們對(duì)PIA 纖維的上染率均隨溫度的升高而顯著增大。這可能是由于分散染料在聚醋纖維內(nèi) 的擴(kuò)散是按自由體積模型進(jìn)行的，染色溫度升高引起的染料動(dòng)能和纖維內(nèi)自由體積 的增加，導(dǎo)致染料在PLA纖維內(nèi)的擴(kuò)散速率提高。另外，盡管PLA纖維的玻璃化 溫度較低，但其結(jié)品度高，因此，提高染色溫

11、度對(duì)增加染料上染量特別有效。考慮 到120C和130C高溫染色對(duì)纖維降解程度較大，強(qiáng)力明顯降低，故認(rèn)為PLA纖維 染色時(shí)，淡中色宜選用100C，中濃色宜選用110C。同時(shí)應(yīng)該注意：PLA纖維對(duì) 溫度的敏感性和PET纖維有所不同。PET纖維隨溫度的上升，上染百分率增加很快, 而PLA纖維隨著溫度的提高,上染百分率增加較為緩慢,而且上染百分率的增加并不 隨染色時(shí)間的延長(zhǎng)而上升，一旦出現(xiàn)色差現(xiàn)象，很難像滌綸纖維那樣通過(guò)染色時(shí)間的 延長(zhǎng)來(lái)糾正，因此在實(shí)際的染色過(guò)程中必須嚴(yán)格控制染色溫度。通過(guò)移染達(dá)到勻染，是提高PAL纖維勻染性的重要途徑。移染性受諸多因素影 響，例如染料結(jié)構(gòu)、染色助劑、染色溫度和時(shí)間等

12、。PLA纖維、聚對(duì)苯二甲酸丙 二醇醋(PTT)纖維的染色溫度是110C，滌綸(PET)纖維的染色溫度為130C。為使 分散染料在PLA、PTT、PET纖維的移染性試驗(yàn)更接近于實(shí)際染色，該試驗(yàn)三種 纖維的移染溫度均與它們相應(yīng)的染色溫度相同.二IPLA 110 I? BPTT 110 V 8PET !30 X?由圖可知，分散染料在PAL纖維上的移染性能優(yōu)于在PTT和PET纖維的移染性 能，對(duì)提高PLA纖維的勻染性十分有利。從染料來(lái)看，藍(lán)56的移染性能好于紫31。這是因?yàn)榍罢叩姆肿映叽缧。菀讖睦w維中擴(kuò)散出來(lái)，解吸到溶液中，并再次 在纖維上發(fā)生吸附和擴(kuò)散。染料的提升力是指纖維或紡織品在染色時(shí)，纖維上

13、染料濃度或表面顏色濃度隨著染 液中染料用量的增加而相應(yīng)遞增的性能。選用十余只不同結(jié)構(gòu)的分散染料，對(duì) PLA纖維在不同染料濃度下染色，然后測(cè)定各試樣的K/S值，比較不同染料提升 性能的差別。實(shí)驗(yàn)表明：相同的分散染料在PAL和PET纖維上的提升性能差別較 大，其在PLA纖維上的提升性能較差，這對(duì)PLA纖維深濃色染色是不利的。因 此，PLA纖維在染深時(shí)濃色更應(yīng)該注意染料的選用。分析分散染料在PLA纖維上 的提升性能較差的原因，應(yīng)該與其結(jié)品度高、自由體積少，以及與染料的親和力不 如PET纖維等原因有關(guān)。另外，值得注意的是，由于分散染料在PLA纖維上的上 染量普遍低于在PET纖維上的上染量，因此，在染料

14、用量高的情況下，由于上染 率不高，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生因染液中染料濃度高而引起可溶性欠佳或染料未充分增溶的 問(wèn)題，從而影響了染料的進(jìn)一步上染。分散染料對(duì)PLA纖維的染色，其上染率高低取決于染料上染速率和對(duì)纖維親和力的 高低。而染料分子大小、極性基團(tuán)性質(zhì)和數(shù)目多少、分子結(jié)構(gòu)形狀都會(huì)影響染料 的上染率和親和力，從而影響上染率的高低。分散染料的結(jié)構(gòu)與PLA纖維的上染百 分率有關(guān)。偶氮結(jié)構(gòu)的染料，對(duì)纖維都有較高的上染百分率，其原因可能是與染 料化學(xué)結(jié)構(gòu)呈線型有關(guān)。如C.I.紅54,分子的平面性好，分子中共軛體系較長(zhǎng)，與 PLA纖維的接觸面大，因而有較高的直接性，所以能獲得較高的上染百分率。上 染百分率的高低還與

15、染料分子中的極性基團(tuán)有關(guān)。PLA分子中含有大量極性基團(tuán)， 因此當(dāng)染料分子中也有較多極性基團(tuán)如-OH、-NH2、-NHNOR、-CN、-Cl、-Br、- NO2、-SO2NH3等基團(tuán)時(shí)，染料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與纖維的結(jié)構(gòu)性質(zhì)相接近，兩者容易 相親，染色親和力較高，如C.I.藍(lán)79.由于PLA纖維耐熱性差，染色溫度不宜太高，時(shí)間不宜太長(zhǎng)；且由于PLA纖維不 耐堿，故分散染料聚乳酸纖維染色的最佳工藝條件是pH=5,溫度110C,時(shí)間 30min40min。嚴(yán)格控制染色溫度，否則不能得到良好的染色重現(xiàn)性，即使延長(zhǎng) 染色時(shí)間也無(wú)濟(jì)于事。3.竹纖維也維原料來(lái)源廣泛，生產(chǎn)制造中實(shí)施綠色生產(chǎn)，適應(yīng)市場(chǎng)綠色環(huán)保的前景。

16、竹 纖維的橫截面成不規(guī)則的橢圓形，有中腔，業(yè)內(nèi)人士稱其為“會(huì)呼吸的纖維”，可在 瞬間吸收并蒸發(fā)水分，其吸濕性優(yōu)于棉纖維。竹纖維最突出的獨(dú)有的特點(diǎn)是具有 天然抗菌性，且不會(huì)因?yàn)榉磸?fù)洗滌、日曬而失去抗菌性。其織物具有與其他纖維不 同的獨(dú)特風(fēng)格，強(qiáng)力高，耐磨性、吸濕性、懸垂性俱佳，手感柔軟，穿著舒適涼 爽，染色性能優(yōu)良，光澤亮麗，且有較好的天然抗菌效果，是夏季針織和貼身紡織 品的首選原料。竹纖維的水溶速率隨酸的濃度（c4g/L的增加而增大，這可能是因?yàn)樗釋?duì)纖維素 分子中甙鍵的水解起催化作用，使纖維聚合度降低。竹纖維在堿作用下劇烈膨脹 以致溶解，使纖維機(jī)械性能下降。其在堿中的溶失率先隨濃度增加而增大，

17、其后出 現(xiàn)降低。出現(xiàn)下降的原因可能是纖維素-OHNaOH可能隨著堿的濃度增大滲透壓 反而減小，氫氧化鈉滲透纖維困難。竹纖維的吸濕性與粘膠纖維相當(dāng)，對(duì)染料、化學(xué)試劑的吸附量較大。在加堿固色 后，上染出現(xiàn)突降點(diǎn)，這說(shuō)明加入堿時(shí)，產(chǎn)生的纖維羥基離解成陰離子狀態(tài)的數(shù) 量增多，對(duì)染料陰離子斥力增加，而且，PH值過(guò)高，水解染料增多。雖然PH值 增加可提高染料和纖維素纖維的反應(yīng)速率，但水解速率增加的更快。隨固色的繼 續(xù)，上染率增加，且逐漸高于染色時(shí)的上染率，說(shuō)明加入堿劑后染料與纖維發(fā)生 鍵合反應(yīng)，原染色平衡被破壞，染液中的染料繼續(xù)上染。在相同上染百分率下用活性染料上染竹纖維、粘膠纖維，通過(guò)對(duì)染色K/S值的比

18、 較得出：竹纖維、粘膠纖維用活性染料染色后，竹纖維染色的表觀深度大于粘膠纖 維的表觀深度，即竹纖維得色深于粘膠纖維。這可能與竹纖維的多孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)， 其中空式的纖維結(jié)構(gòu)有利于染料的進(jìn)入。又通過(guò)在相同條件下活性染料對(duì)竹纖維、 粘膠纖維固色率的比較得出：在相同條件下竹纖維的固色率高于粘膠纖維的固色 率。耐洗牢度與粘膠纖維幾乎相同。因此，在染色方面，適合棉型粘膠的同樣適用 于竹纖維，其與染料分子的親和性好，有優(yōu)良的可染性，吸色均勻透徹，色牢度 強(qiáng)，多次洗滌后仍能保持鮮艷的色彩。竹纖維取源于成本低廉的自然物質(zhì)，減少了紡織品對(duì)原油的嚴(yán)重依賴，有利于資源 的合理利用；竹纖維的生產(chǎn)過(guò)程清潔衛(wèi)生，有利于環(huán)境保

19、護(hù)；竹纖維集天然纖維與 人造纖維的優(yōu)點(diǎn)于一身，且具有獨(dú)特服用性能和天然抗菌性能，是安全、舒適、健 康、環(huán)保的紡織面料；竹纖維的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)種類繁多，市場(chǎng)前景廣闊。4 .粘膠基空調(diào)纖維近年來(lái)，隨著智能材料的不斷創(chuàng)新，智能纖維、智能紡織品以及智能服裝以異乎尋 常的速度發(fā)展為時(shí)尚產(chǎn)品。目前主要被應(yīng)用在醫(yī)療保健、軍事等各種領(lǐng)域，并逐步 向著民用服裝領(lǐng)域普及?？照{(diào)纖維是一種新型智能纖維，它是一種將相變蓄熱材料 技術(shù)與纖維制造技術(shù)相結(jié)合開(kāi)發(fā)出的功能性產(chǎn)品，具有良好的調(diào)溫功能。當(dāng)外界環(huán) 境溫度升高時(shí)，相變材料吸收熱量，從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，降低了體表溫度。相反，當(dāng) 外界環(huán)境溫度降低時(shí)，相變材料放出熱量，從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)

20、，減少了人體向周圍放 出的熱量，保持住人體的正常體溫，使人體處于一種舒適的狀態(tài)。針織面料與人體 密切接觸，普遍用于制作冬季的內(nèi)衣和夏季服裝，用空調(diào)纖維紡制織成的高檔針織 面料非常適合制作貼身穿著的冬暖夏涼的服裝。粘膠纖維具有吸濕性好、透氣性好、穿著舒適、染色性好等特點(diǎn)，與其他纖維混紡 可以生產(chǎn)出各種服裝面料。將粘膠纖維紡絲液中混入微膠囊包裹的相變材料制得的 粘膠基空調(diào)纖維不僅具有普通空調(diào)纖維的特點(diǎn)，而且兼具了智能纖維的調(diào)溫性，是 一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ男滦屠w維。空調(diào)纖維具有較明顯的光滑平整縱向結(jié)構(gòu)，表面有平行于纖維軸向的條紋，縱向形 態(tài)呈現(xiàn)不規(guī)則的溝槽，有利于纖維的吸濕、導(dǎo)濕和放濕；橫截面外緣具有不規(guī)則的 鋸齒形，纖維內(nèi)部有氣泡，即皮芯結(jié)構(gòu)，球狀空泡的存在較為明顯?？照{(diào)纖維只是 在粘膠紡絲液中加入微膠囊包裹的相變材料，工藝無(wú)變化，故其截面形狀較普通粘 膠無(wú)變化。其斷裂強(qiáng)力和斷裂延伸率均高于普通粘膠纖維。空調(diào)纖維的摩擦系數(shù)較 小，在紡紗時(shí)表現(xiàn)為纖維之間的抱合力較差，需要對(duì)纖維加入一定量的抗滑油劑， 以確保成網(wǎng)、成條、成紗的質(zhì)量。并且在制造過(guò)程中注意張力，以防破壞微膠囊， 相變材料溢出，造成纖維粘