[发明专利]一种聚乳酸染色用环保载体的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乳酸染色用环保载体的制备方法，属于聚乳酸染色用载体制备领域。本发明以丙酸酐和异丙胺反应制得N‑异丙基丙酰亚胺和乳酸乙酯混合成乳化液为主要成分的载体，从而满足聚乳酸织物染色过程对染色效果及控制成本的需求。本发明的载体无毒、无味、环保、高效、价格低、使用方便、储存方便；应用本发明的载体进行染浴pH稳定，染得织物颜色鲜艳、牢度高，可达到高温高压染色效果；适用于聚酯纤维等的染色，对聚乳酸织物染色效果作用明显，能显著提高其染色深度，而对其纤维强度无损伤。

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸染色用环保载体的制备方法，属于聚乳酸染色用载体制备领域。

背景技术

聚乳酸纤维废弃后可以被微生物完全分解为二氧化碳和水，对环境不产生任何污染，而且可以被进一步吸收利用，因而成为目前化学纤维中最受关注的环保材料之一。聚乳酸纤维是由玉米、甜菜等天然植物中提取的乳酸为原料，经过聚合纺丝等制得的一种可完全生物降解的纤维。聚乳酸纤维超分子结构的结晶度和取向度较高，因此其强度、伸长性和耐热性等物理机械性能较好(介于涤纶和锦纶之间)，此外聚乳酸纤维织物还具有吸湿性好、回弹性好、手感柔软和强度高等优点，目前在食品包装材料、手术缝合线、缓释类药物包装剂和纺织品等方面被广泛应用。

PLA纤维的性能因其同分异构体比例的不同而变化较大，就其玻璃化转变温度来说，非晶型的为60℃左右，晶型的则高达175℃，主要由L-乳酸聚合制得的纺聚乳酸纤维偏重结晶型，熔点在130-175℃之间，玻璃化温度则较低，约为57℃；基于聚乳酸纤维分子结构中含有大量酯基、烷基等疏水性基团，适用具有疏水性的分散染料进行染色，但由于纤维本身的耐碱性及耐高温能力较差，导致常压条件下织物上色较浅，且易染色不匀。杨一奇等在《Effect ofdisperse dye structure on dye sorption onto PLAfiber》研究了分散染料对PLA纤维的染色机理，发现与聚乳酸溶解度参数接近的染料对PLA纤维上染率较高，但是对于含有卤素基团的染料并不适用。许素新、杨文芳等在《分散染料染色机理及非水溶剂染色研究》和《超临界CO2在PLA纤维染色中的应用》研究了液体石蜡和超临界CO2做为介质的非水溶剂染色，解决了聚乳酸在水溶液中染色容易水解的问题，但是后处理较复杂，且存在成本较高难以扩大生产的问题。目前大多数对于聚乳酸染色研究多采用高温高压染色，部分染料能达到较高上染率，所得织物颜色也较深，但是浪费能源且成本较高。

发明内容

基于目前聚乳酸纤维染色中存在的问题，本发明开发了一种新型环保载体的制备方法，以丙酸酐和异丙胺反应制得N-异丙基丙酰亚胺和乳酸乙酯混合成乳化液为主要成分的载体，从而实现常压下聚乳酸织物染色达到较高的染色效果，且具有节约能源，相比高温高压染色更加节省成本的目的。

在本发明的一种实施方式中，所述方法包括：

(1)预制载体的合成：冰浴条件下，加入烷基胺、酸酐、甲苯或对甲苯磺酸，烷基胺：酸酐：甲苯或对甲苯磺酸的质量比为1～3:1～2:1，保温反应2-3h后，升温到110-130℃回流反应2-4h，反应结束后将混合物倒入冰水中，分离得预制载体产物；

(2)预制载体的乳化：将预制载体与乳化剂按照质量比3:1-5:1加入烧杯中，之后加热搅拌，使其均匀分散，制得乳化液；

(3)聚乳酸织物染色：染色工艺配方：聚乳酸织物2g、分散染料2％、载体1-10％omf、乙酸、浴比(织物质量：染液质量)1:30-1:40、匀染剂4-8％；在50-55℃初染10min；染色温度90-110℃；保温时间40-60min；还原清洗，水洗，烘干。

在本发明的一种实施方式中，乙酸用于调节染液pH。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中的烷基胺为乙胺、丙胺、丁二胺、戊胺中的一种或几种；酸酐为马来酸酐、丙酸酐、乙酸酐、丁酸酐等其中的一种或几种。