一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法技术

本发明专利技术涉及纺织印染技术领域，公开了一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法，首先使用O2等离子体对聚乳酸纱线纤维进行处理，再接枝端环氧硅油，最后经开环反应，与壳聚糖进行化学连接，硅油链段具有良好的柔软性，可在聚乳酸纤维表面形成柔软的高分子膜层，使聚乳酸纤维呈现出滑爽的手感，同时反应过程中会产生的羟基有利于提高水性分散染料的上色效果，而壳聚糖大分子中大量的活泼氨基和羟基可增加聚乳酸纤维表面的反应基团数量，从而提高聚乳酸纤维的上染百分率，此外，壳聚糖具有增塑效果，一定程度上可增强聚乳酸纤维的韧性，表现为更高的断裂强力。现为更高的断裂强力。现为更高的断裂强力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法


[0001]本专利技术涉及纺织印染
，具体涉及一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸纤维是以玉米、小麦等天然淀粉进行发酵而成的乳酸为原料，通过环化二聚物的化学聚合或直接聚合得到的高分子聚合物，经纺丝工艺形成。由于聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性，因此聚乳酸纤维在环境中可降解成二氧化碳和水，是一种可循环发展的绿色生态纤维，同时，聚乳酸纤维还具有较高的强度和伸长性等物理力学性能。除此之外，聚乳酸织物有极好的悬垂性、吸湿透气性、抑菌和防霉性等优点。目前已在医药卫生方面、食品包装材料、新型材料和纺织品等领域展现出了巨大的应用潜力。
[0003]目前大多数聚乳酸纤维染色研究大多采用高温高压染色，由于聚乳酸结构中存在大量的酯基且仅在两端含有少量的羧基和羟基，侧链只有甲基，化学惰性强，在高温条件下易被水解，但是温度对聚乳酸纤维的染色结果影响很大，虽然部分染料能达到较高的上染率和染色深度，但是在此条件下对聚乳酸强力损伤较大，染色后手感也会进一步恶化，这就导致聚乳酸纤维的染色十分困难，也限制了聚乳酸在纺织品染整加工领域的发展。
[0004]申请号为CN201210096514.2的专利技术专利公开了一种抗水解改性聚乳酸纤维的制备方法，通过将聚乳酸、低分子量聚酯和多功能聚碳化二亚胺混合，经熔融共混造粒、纺丝和牵伸工艺，形成改性聚乳酸纤维，可有效改善聚乳酸的高温水解问题，实现低温染色，但是，物理共混无法避免各原料之间因界面问题导致的相分离问题，进而产生机械性能劣化现象，基于此，本专利技术提供一种壳聚糖改性的聚乳酸纤维，可实现低温染色的同时，不损伤聚乳酸纤维机械性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法，通过制备壳聚糖改性的聚乳酸纤维，解决了聚乳酸纤维的低温染色上染率不高、上色浅的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一：将ACE低温分散靛蓝染料溶解在水中，配置出染料溶液；
[0009]步骤二：在室温条件下，将改性的聚乳酸纤维浸入染料溶液中，加入载体搅拌均匀，将温度升温至50
‑
60℃，进行初染10
‑
15min，继续升高温度至85
‑
90℃，保温15
‑
20min后，分两次向体系中加入NaCl，间隔时间为15min，加毕，搅拌15min，进行助染，继续向体系中加入Na2CO3进行固色，保温30
‑
40min后，取出纤维，转移至皂洗剂中，在60
‑
65℃的温度条件中进行皂洗，过滤出纤维，经洗涤和烘干处理，即可。
[0010]进一步地，步骤一中，所述染料溶液的质量分数为2
‑
3％。
[0011]进一步地，步骤二中，所述改性聚乳酸纤维和染料溶液的固液比为1:40。
[0012]进一步地，步骤二中，所述载体为阿魏酸和木聚糖酶的复合物。
[0013]进一步地，步骤二中，所述皂洗剂是质量浓度为1
‑
1.2g/L的硬脂酸钠水溶液。
[0014]进一步地，所述改性的聚乳酸纤维的制备方法包括以下步骤：
[0015]第一步：将聚乳酸纱线纤维平行置于氧等离子体处理设备的两极板之间，打开氧气阀，调节氧压力值为0.1
‑
0.15MPa，背底真空80
‑
100Pa，在200
‑
250W的功率条件下，处理30
‑
60s，获得改性聚乳酸纱线纤维；
[0016]第二步：将改性聚乳酸纱线纤维分散在异丙醇中，搅拌均匀，继续加入端环氧硅油和催化剂，控制体系温度为70
‑
80℃，保温搅拌6
‑
12h后，过滤出纤维物料，经洗涤和烘干处理，获得硅油改性聚乳酸纱线纤维；
[0017]第三步：将硅油改性聚乳酸纤维纱线分散在体积浓度为2％的乙酸溶液中，将温度升高至50
‑
60℃，加入壳聚糖，搅拌至完全溶解后，保温2
‑
6h，过滤出固体物料，经洗涤和烘干过程，获得改性的聚乳酸纤维。
[0018]进一步地，第一步中，所述聚乳酸纱线纤维的线密度为14tex。
[0019]进一步地，第二步中，所述端环氧硅油的平均摩尔质量为8000g/mol。
[0020]进一步地，第二步中，所述催化剂为三乙胺、四丁基溴化铵或者N,N
‑
二甲基苄胺中的任意一种。
[0021]进一步地，第三步中，所述壳聚糖的脱乙酰度为95％、粘度为100
‑
200mPa
·
s。
[0022]通过上述技术方案，由于聚乳酸纱线纤维表面光滑，呈中空结构，且聚乳酸结构中活性基团较少，化学惰性高，难以直接与其他原料发生反应，因此采用O2等离子体技术处理聚乳酸纱线纤维，通过对聚乳酸纱线纤维表面进行轰击，产生凹坑，从而在聚乳酸纱线纤维表面引入羧基和羟基等活性基团，提高其化学活性，制得改性聚乳酸纱线纤维，在催化剂作用下，这些活性羧基和羟基可以与端环氧硅油结构一端的环氧基团发生开环反应，从而在聚乳酸纤维纱线表面引入具有长分子链的硅油结构，制得硅油改性聚乳酸纱线纤维，而端环氧硅油结构另一端的环氧基团可以与壳聚糖结构中的氨基发生开环反应，从而将壳聚糖以化学键的连接方式，共价连接在聚乳酸纱线纤维表面，制得改性的聚乳酸纤维。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术通过在聚乳酸纤维表面接枝硅油链段，其结构中的聚硅氧烷具有良好的柔软性，可在聚乳酸纤维表面形成柔软的高分子膜层，进而降低聚乳酸纤维表面的动静摩擦系数，降低聚乳酸纤维之间的摩擦力，使聚乳酸纤维呈现出滑爽的手感，而且经化学连接的高分子膜层具有良好的耐洗性，可在多次水洗后依然保持良好的柔软效果。此外，由于聚乳酸纤维与端环氧硅油反应过程中会产生额外的羟基，可以提高聚乳酸纤维的亲水性，有利于提高水性分散染料的上色效果。
[0025]本专利技术通过在聚乳酸纤维表面进一步修饰具有优良的生物降解性和抗菌性的壳聚糖大分子，利用其结构中大量的活泼氨基和羟基，增加聚乳酸纤维表面的反应基团数量，而且壳聚糖大分子的存在有利于聚乳酸纤维之间相互分离，使纤维内部间隙增大，进而使染料分子与改性聚乳酸纤维得接触面积更大，更多的染料分子进入纤维内部，与聚乳酸纤维发生化学结合和物理吸附，从而提高聚乳酸纤维的上染百分率，为进一步实现提高聚乳酸纤维的染色性能提供了有力保障。同时，上染率的提高使得染色产品的染色深度提高，使得同一深度染色产品的染料使用量减少，有利于聚乳酸纤维的生态环保完整。此外，壳聚糖
具有增塑效果，一定程度上可增强聚乳酸纤维的韧性，表现为更高的断裂强力。
[0026]本专利技术通过使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，所述染色方法包括以下步骤：步骤一：将ACE低温分散靛蓝染料溶解在水中，配置出染料溶液；步骤二：在室温条件下，将改性的聚乳酸纤维浸入染料溶液中，加入载体搅拌均匀，将温度升温至50
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60℃，进行初染10
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15min，继续升高温度至85
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90℃，保温15
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20min后，分两次向体系中加入NaCl，间隔时间为15min，加毕，搅拌15min，进行助染，继续向体系中加入Na2CO3进行固色，保温30
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40min后，取出纤维，转移至皂洗剂中，在60
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65℃的温度条件中进行皂洗，过滤出纤维，经洗涤和烘干处理，即可。2.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，步骤一中，所述染料溶液的质量分数为2
‑
3％。3.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，步骤二中，所述改性聚乳酸纤维和染料溶液的固液比为1:40。4.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，步骤二中，所述载体为阿魏酸和木聚糖酶的复合物。5.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，步骤二中，所述皂洗剂是质量浓度为1
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1.2g/L的硬脂酸钠水溶液。6.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖改性的聚乳酸纤维的染色方法，其特征在于，所述改性的聚乳酸纤维的制备方法包括以下步骤：第一步：将聚乳酸纱线纤维平行置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娜，王小雨，梅毓，蒋博，全柏莉，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：