超详细的聚酯纤维染色工艺总结！

超详细的聚酯纤维染色工艺总结！

聚酯纤维具有优良的耐热性和“洗可穿”性，广泛应用于服装、家纺、装饰等领域。然而，由于其结晶度高、排列紧密，传统的染色工艺难以满足需求。本文详细介绍了聚酯纤维染色工艺的改进方法，包括减少低聚物生成和创新染色技术，为纺织印染行业提供了实用的解决方案。

聚酯纤维的染色工艺
聚酯纤维具有优良的耐热性和“洗可穿”性，制作的面料广泛应用于服装、家纺、装饰、国防军工特殊纺织品以及其他产业用纺织品当中。随着化纤技术的不断提高，聚酯纤维的综合性能明显提高，其性能的差异化不断扩展其应用领域，聚酯纤维也逐渐成为了合成纤维中用量最大的品种。
但聚酯纤维的结晶度较高，排列紧密，大分子结构中缺少能够与染料分子发生作用的活性基团，所以，一般条件下（低温）下，聚酯纤维的上染率很低，不易染色，限制了聚酯纤维的进一步应用。
其次是聚酯在聚合过程中会产生副产物低聚物，低聚物是一种低分子量的酯或醚，染色过程中低聚物会迁移到纤维的表面，给染色以及加工带来很大的麻烦。
为了改善聚酯纤维染色性能，对聚酯制备方法进行优化即降低聚酯聚合过程中的低聚物以及对原有的聚酯染色工艺进行改进显得尤为重要。

一、减少低聚物

大部分低聚物是在酯交换反应产生的，以聚酯副产物形式生成低聚物，聚合度一般小于10的，低聚物中的三元环状低聚物，化学结构和性能均很稳定，很容易吸附在聚酯表面。染色过程中提高染色温度可以增加低聚物的迁移，温度越高，聚酯分子链活动速率越大，染料在分子间迁移的速度提高更快，染液循环持续的时间就越长，低聚物从纤维由内向外迁移的几率增加，冷热循环以及一些助剂、染料的存在会大大加剧低聚物迁移的移出与沉积。
通过分子量分布可知聚酯中存在低聚物。（1号样品催化剂为钛酸正丁酯，2号样品催化剂为乙二醇镁）
纤维要进行热定型，热定型过程中，由于低聚物在加热条件下由内向外迁移，粘附在纤维表面，经常出现色点、条花等色差现象，导致纤维的匀染性和摩擦牢度显著下降，尤其是超细纤维色差更明显。
在聚合反应过程中加入催化剂如乙二醇镁，从源头上降低低聚物的比例，可以显著提高纤维的染色性能，制备低色差的聚酯纤维。

二、改进染色工艺

聚酯纤维由于具有结构紧密、疏水性强等特点，传统染色只能采用疏水性强、相对分子量小的分散染料，在高温高压下染色。染色后，分散染料吸附在纤维表面形成浮色，需经还原清洗以西水洗的后处理方式去除，染色产品方能达到良好的色牢度要求。传统聚酯纤维染色工艺对环境能源带来很重的负担，不能适应节能环保的发展要求，因此需要改进创新。
以下介绍几种形技术：
1、 超临界CO2染色技术
染色过程为：染料溶解→向纤维移动→向纤维表面吸附→向纤维内部扩散→脱洗残留染料→烘干。
优点：以超临界CO2取代水作为染色介质，从根本上避免了当前染色工业面临的水资源消耗过大和污水处理的难题；上染快；匀染性好；透染性好；染色工序少；成本低。
缺点：设备资金投入大；操作要求高。
2、 分散染料微胶囊染色技术
将某种物质用高分子化合物采用机械或化学方法包覆起来制成颗粒，常态下为稳定的固体颗粒，在适当条件下该物质又可释放出来，该颗粒称为微胶囊。
优点：能有效控制上染速率，其隔离功能可避免斑渍形成。
缺点：纳米级材料在纤维上的附着机理为被彻底研究清除，因此微胶囊在织物上的附着牢度具有不可靠性；加工成本高。
3、 分散染料载体染色技术
载体染色法是采用染色载体在常压下对聚酯纤维进行染色，如邻苯二甲酸甲基苯基酯、邻苯基苯酚、联苯、N- 正辛基吡咯烷酮、N- 烷基邻苯二酰亚胺等。染色载体可以把染料带到纤维表面，增加纤维表面染料的质量浓度，同时，能够减小纤维表面张力，促使染料分子扩散到纤维内部。
优点：降低染色温度，节约能源。
缺点：环保型载体种类少，严重影响工艺的推广应用。
4.1、 本体染色技术—聚合反应法
在聚酯的聚合反应过程中直接加入蒽醌类衍生物等，在反应过程中参与聚合反应，将有色聚合体直接纺丝制成有色聚酯纤维。
优点：使用常规染料和纺丝设备，突破了特制染料和专用设备的限制。
缺点;聚合体粉末着色均匀性欠佳。
4.2、 本体染色技术——纺丝原液染色法
在纺丝原液生产过程中加入色母粒，得到有色的纺丝原液，直接纺丝制成有色的聚酯纤维。
优点：有效降低污水的排放，提高社会经济效益。
缺点：色光调整困难、设备清洗困难、废料回收困难
5、 其他染色技术
如原位矿化染色技术、真空升华染色技术、超声波法染色技术等。

三、总结

聚酯纤维的染色工艺有待改进，一方面从源头上降低聚合反应过程中的低聚物生成量从而制备处低色差聚酯纤维可以有效提高染色性能；另一方面，发展新型高效的染色工艺以取代当前的传统工艺，以达到节能环保的目的。
近年来新型染色技术逐渐发展起来，虽然由于种种限制没有得到推广和应用，但新型环保染色技术一定是未来的发展趋势。

参考文献：
[1]蒋丽萍，程浩南，董春燕 . 聚酯纤维节能减排型染色加工技术的概述. Textile Dyeing and Finishing Journal. Vol.40 No. 5 May. 2018.
[2]王彦芳， 李文刚， 刘灯胜， 张关键. 低聚物对聚酯纤维性能影响的研究. ModernIndustrialEconomyandInformationization. Total of 163 No.7，2018.

来源：高分子物理学