[发明专利]聚乳酸纤维染色用偶氮结构乳酸酯型分散染料及其制备方法和染色工艺

说明书

本发明属于分散染料技术领域，具体涉及一种聚乳酸纤维染色用偶氮结构乳酸酯型分散染料及其制备方法和染色工艺。所述乳酸酯型分散染料以含羟基基团的分散染料为原料，与乳酸回流反应制得。本发明的乳酸酯型分散染料结构中引入与纤维结构相似、极性强的乳酸酯基团，提高染料与聚乳酸纤维的亲和力，提高染料的上染率，同时染料中乳酸酯基团上的羟基可提高染料的沸点，而且由于羟基的存在，染料分子间会形成氢键，从而提高染料的耐升华牢度，使得该染料色光鲜艳、发色强度高、牢度性能好，具有较好的染色效应。

技术领域

本发明属于分散染料技术领域，具体涉及一种聚乳酸纤维染色用偶氮结构乳酸酯型分散染料及其制备方法和染色工艺。

背景技术

聚乳酸(PLA)纤维是一种新兴环保型聚酯纤维，具有良好的生物相容性、可吸收性、可降解性、抗热性和抗紫外线等功能。凭借着低成本新工艺的开发以及优良的性能，聚乳酸纤维已在纺织品、生物医学和包装等领域得到广泛应用。聚乳酸纤维是由单个乳酸分子聚合或丙交酯开环聚合而成的高分子聚合物，纤维具有较高结晶度，分子主链中无亲水性基团，是一种疏水性纤维，因此聚乳酸纤维在染色时通常采用分散染料进行染色。相对于棉纤维在水介质中的染色，聚乳酸纤维不会通过剧烈溶胀而使空隙增大，因此染料颗粒很难在短时间内渗透到纤维内部，而且由于聚乳酸纤维的玻璃化温度较低，无法像涤纶那样进行高温染色，所以聚乳酸纤维在染色时一直存在上染率低，色牢度差等问题。

目前聚乳酸纤维的染色研究主要有以下三个方面：

(一)根据涤纶纤维染色用的分散染料进行筛选。

杨栋梁(杨栋梁.聚乳酸纤维的染色性能[J].染料与染色,2003,40(3):143-148.)综述了用12只偶氮染料和13只蒽醌染料染成1/1标准浓度的PLA织物，其染色及光褪色机理与涤纶聚酯纤维近似，但褪色速度比涤纶较快，耐晒牢度亦相要差1-2级。建议PLA纤维染色应选用高浓度、高耐晒牢度的中温型分散染料。杨文芳等(杨文芳,赵越.PLA纤维染色性能的探讨[J].天津工业大学学报,2006,25(3):51-54.)用4种类型的分散染料对PLA纤维染色,通过对染色速率和各色牢度进行研究分析表明，选用S型分散染料得色浅，E型、SE型分散染料和醋酸纤维专用染料染PLA纤维能够获得深色，并研究指出还原清洗对提高染料的皂洗牢度和干熨烫牢度有利。钱红飞等(钱红飞，张芳.聚乳酸纤维分散染料染色性能的研究[J].纺织学报,2005,26(1):13-16.)研究了12种不同分子结构的分散染料对聚乳酸纤维染色性能的影响，发现分子体积过小或分子中极性基团过多对聚乳酸纤维上染不利，含有醋酸酯基的分散染料上染率普遍较高。

(二)对聚乳酸纤维进行改性处理，提高其染色性能。

赵亚男等(赵亚男,李晓然,袁晓燕.聚乙二醇-b-聚乳酸的合成及其电纺形成超细纤维研究[J].高分子学报,2008(05):405-409)在PLA主链中引入亲水性的基团或链段从而改善聚乳酸纤维的亲水性；苏柳柳等(范雪荣,苏柳柳,王强.脂肪酶对聚乳酸纤维的改性处理[J].纺织学报,2009,30(03):58-61+66)通过脂肪酶对聚乳酸纤维进行改性处理，发现活性染料的上染率有所增加。

(三)根据聚乳酸纤维的结构特点，设计合成新型的分散染料。

何亮(何亮[D].大连理工大.新型聚乳酸纤维专用染料的合成与应用研究学,2009)根据染料和纤维相亲相容具有高亲和力的原理，针对聚乳酸纤维的疏水特性设计合成了七支分子结构中含有不同疏水官能团的疏水性染料，其中一种偶氮染料与聚乳酸纤维亲和力较高，上染率达97％，偶氮蒽醌型染料在聚乳酸纤维上日晒牢度较佳。刘凯等(刘凯.含吡唑啉酮结构羧酸酯型分散染料的合成及应用[D].浙江理工大学,2011)根据具有相似分子结构的染料和纤维间具有高亲和力的原理，设计并合成了六只羧酸酯型分散染料，其中五只羧酸酯型分散染料比较适用于聚乳酸纤维的染色，上染率达到70％以上，但是其升华牢度较差。