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玉米纤维的应用及其染色工艺探讨

2019-06-24杭州美高华颐化工有限公司 肖阳

摘要介绍了玉米纤维探讨了玉米纤维织物的染色工艺分析讨论了玉米纤维的结构性能和发展概况以及在纺织领域中的应用与发展前景,对玉米纤维织物染整加工工艺进行了探讨性的描述。玉米纤维具有特殊的服用性能,在纺织服装领域有着广阔的发展前景随着物质生活水平的日益提高们对纺织服饰的要求不再局限于保暖舒适等原有的基本特性米纤维织物广泛用于服装类纺织品混纺布地毯织物家庭装饰物和非织造布玉米纤维绿色环保具有生物降解性对人体皮肤无任何刺玉米纤维纺织品性能优越将来一定会得到广大消费者喜爱

关键词:玉米纤维? 聚乳酸玉米纤维? 染色

1 概述

??? 玉米纤维是以玉米小麦等淀粉为原料经发酵转化成乳酸再经聚合纺丝而制成的合成纤维也称聚乳酸纤维,PLA纤维。玉米纤维轻柔滑顺,强度吸湿透气加工的产品有丝绸般的光泽及舒适的肌肤触感和手感悬垂性佳好的耐热性及抗紫外线功能,服用性能好。PLA纤维属于完全自然循环具有生物降解性该纤维完全不使用石油等化工原料其废弃物在土壤和海水中的微生物作用下分解成二氧化碳和水不会污染地球环境由于该纤维的初始原料为淀粉其再生之循环周期短大约为一年,其产生的二氧化碳可由植物光合作用减少在大气中的含量燃烧PLA纤维几乎没有一氧化氮其燃烧热是聚乙烯和聚丙烯的三分之一左右。

?? ?被誉为21世纪新一代纤维之一的玉米纤维最早产生于1948产品名“维卡拉”,为玉米蛋白质纤维1948年至1957玉米维卡拉纤维进行小批量试生产,由美国维古尼亚-卡里罗来纳化学公司生产制造之后不久美国知名谷物公司研制开发成“玉米聚乳酸纤维”(PLA纤维),产量增至6000T1989-1998年日本奉岛津德制作所与钟纺公司合作进一步开发玉米乳酸纤维,商品名为LACTRON并以该纤维制作推出各种服饰产品在长野冬季奥林匹克运动会上展示2000美国CDP公司与钟纺公司合作联合生产聚乳酸树脂等新品种并投入生产生产聚乳酸纤维成本过高的问题得以解决在我国玉米纤维纺织品也已面世产品性能优越受消费者喜爱。

2 结构特点

??? 玉米纤维和涤纶同属聚酯类,但涤纶是芳香族聚酯化合物而玉米纤维属于脂肪族聚酯化合物常见玉米纤维侧面及横截面一般呈非完整的圆形。

3 玉米纤维的主要性能

(1) 比重玉米纤维的比重为1.27在纺织纤维中是较轻的,制成的织物轻盈舒适。

??? (2) 机械性质玉米纤维的强度伸长与涤纶和锦纶的差不多但初始模量较轻在小负荷作用下容易变形有很好的手感玉米纤维的回弹性很好5%时,弹性恢复率为93%,延伸10%,弹性回复率为64%,优于涤纶纤维。

??? (3) 吸湿性玉米纤维的吸湿性优于涤纶纤维在标准状态下,回潮率为0.4%0.6%

??? (4) 染色性能:玉米纤维可以用分散性染料染色,能染浅、中或深的各种各样的色泽。

??? (5) 光学性质:玉米纤维具有较低的光折射指光泽柔和其织物具有丝绸般的光泽比涤纶服装更华丽美观而且耐紫外线经日晒500h仍保持90%的强力在氙弧光下不褪色洗涤后基本上不变色。

??? (6) 热学性质:玉米纤维的熔点为1750C。明显低于涤纶纤维和锦纶纤维玻璃化转变温度适宜57,介于涤纶和锦纶之间。沸水收缩率为8%- 15%

??? (7) 阻燃性:玉米纤维的极限氧指数是常用纤维中最高的和羊毛的极限氧指数相似优于涤纶纤维,接近于国家标准对阻燃纤维极限氧指数的要求28%30%),燃烧时发热量低(是涤纶纤维的16%),只有轻微的烟雾释出(是涤纶纤维的57 %),易自熄,火灾危险性小。

??? (8) 环保性玉米纤维是完全降解型绿色纤维它在环境中可被微生物分解纤维中的非晶体部分的溶胀和分解同时破坏了大分子链的规整性使得大分子更容易被分解先是在纤维的内部分解产生的空洞,继之破坏纤维表面,后逐步分解。

??? 玉米纤维是典型的“二十一世纪的环境循环材料”,一种极具发展潜力的生态型纤维。

4 玉米纤维的用途

??? 玉米纤维具有以上优越的性能因此有广泛的应用价值,是目前完美的环保型绿色纤维。

??? 在纺织工业领域玉米纤维可以织成各种纺织品利用玉米纤维制作的服装类纺织品棉混纺布地毯织物家庭装饰物非织造布五大类产品还可制作成食品业及餐饮业职员的制服,马球运动员的衬衫玉米纤维还有一个优点那就是它可以同天然的纤维如苎麻毛等混纺生产各种服装产品装饰品与棉纤维混合纺织品制作内衣其优点在于这种混纺布有利于水分的转移,赋予其优良的形态稳定性和抗皱性对人体皮肤无任何刺激玉米纤维在纺织制品范围的使用面正在扩大。

??? 在医疗器械领域玉米纤维用于制作手术缝合线由于自动降解的特性免去了病人取出缝合线的二次手术受到极大的欢迎美国仅此一项应用在2001年就有138亿美元的收益此外玉米纤维还可以用于制作修复骨缺损的器械骨板骨螺钉缺陷填充材料等用于工程组织(包括骨血管神经等)制作支架材料。药物缓释材料是玉米纤维在医疗领域的又一个应用,尤其是在缓释蛋白质类和多肽类药物上具有特别的优越性。玉米纤维是第三代生物材料的典型代表。

??? 玉米纤维在其它一些领域也有广泛的用途例如编织品渔网包装材料等诸多领域Toray公司研发成功了利用玉米纤维生产的ECODEAR汽车内装部件如车门轮圈车座天棚等其中轮胎盖是玉米纤维与红麻的混合物经过热压成型的制品。

5 玉米纤维的染色

??? 玉米纤维的染色以分散性染料为好能染浅或深的色泽由于其折射率低染色品的耐洗牢度良好,色牢度高于3级。用分散染料染色温度100110在此条件下纤维强力损失较小同时可以获得较理想的染色深度由于PLA纤维的结构较涤纶松弛染料上染纤维的速率很快极易造成色花染色过程中应严格控制升温速度分散染料染色还原清洗和皂洗时会有大量的染料流失一般应选中高浓度高上染率的分散染料PLA纤维及其混纺织物适宜做竭染,而不适宜连续轧染,因为在170℃时分散染料还不能发色完全而该纤维已经熔化,一般染后定型温度为135℃左右。

(1) 染料选择

??? 玉米纤维织物染色时根据玉米纤维的特点用分散染料染色染料选择是重中之重染料需具备:

鲜艳的颜色;

② 重现性优良;

③ 一定的均匀度;

④ 移染性好,使染色布面均匀,染疵易回修;

⑤ 染料配伍性相容性好尽量选择同一染料厂家相同类型的染料匹配;

⑥ 优良的日晒牢度和湿牢度。

(2) 匀染剂选择

??? 玉米纤维的结构较涤纶松弛织物吸附染料快扩散速度慢匀染性差需要加入缓染移染性能优越的匀染剂防止色花、色污。选用匀染T-212T0.5g/L和匀染修色剂M-2170.3g/L搭配使用不仅具有良好的分散缓染作用还具有极强的移染透染能力可以预防各种染色疵,确保生产出满意的染色产品。

(3) 染色pH

在玉米织物染色中,染浴pH值是影响其上染速率和上染率的重要工艺参数,一般pH值控制在45

(4) 染色温度

? ??玉米纤维的玻璃化温度是57℃介于锦纶和涤纶之间一般可在40℃始染温度高于70℃以后染料才开始上染80℃以上上染速率才迅速加快在此后的升温阶段需要控制升温速率染色温度一般为ll0保温阶段的主要作用在于使染料获得一定的迁移性,因此染浴保温的温度变化对于匀染性的影响比较显着。

(5) 染色配方

分散染料? ??????????????X% (owf)

匀染剂M-212T ???????????0.5g/L

匀染修色剂M-217 ????????0.3g/L

pH??????????????????4.55(用HAc调节)

(6) 染色工艺

? ??玉米纤维纺织品的染色工艺应根据各厂设备条件品种具体颜色的深度和敏感程度而合理制定典型的升温、控温工艺曲线见图所示。

? 深色工艺:

??? 始染温度40→加入匀染剂M-212T/匀染修色剂M-217→加入染料→加入HAc调节pH值→升温至100110(1.0/min)保温30-45min降温至70(12/min)取样对色排水皂洗(中深色要还原清洗)。

?

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