聚乳酸(PLA)纖維兼有天然纖維和合成纖維的特點(diǎn)，吸濕排汗均勻、快干、阻燃性低、煙塵小、熱散發(fā)小、無毒性、熔點(diǎn)低、回彈性好、折射指數(shù)低、色彩鮮艷、不滋長(zhǎng)細(xì)菌和氣味保留指數(shù)低等。由聚乳酸纖維制成的織物具有良好的懸垂性和手感，所制成的成衣具有穿著舒適，并具耐穿性、抗皺性、抗紫外線和導(dǎo)濕作用，并能釋放人體氣味等特性，是極佳的高級(jí)休閑服飾和優(yōu)質(zhì)舒適的運(yùn)動(dòng)服面料。
合成纖維的玻璃化溫度是決定染料上染的一個(gè)重要因素,當(dāng)染色溫度低于玻璃化溫度時(shí),纖維內(nèi)部無定形區(qū)的鏈段尚未發(fā)生運(yùn)動(dòng),供染料分子擴(kuò)散的瞬間孔隙相對(duì)較少,所以染料不會(huì)有明顯的上染。當(dāng)染色溫度超過玻璃化溫度后,上染率則隨鏈段運(yùn)動(dòng)的加劇明顯提高。不同制備方法及工藝生產(chǎn)的聚乳酸纖維會(huì)擁有不同的內(nèi)部微結(jié)構(gòu),因此具有不同的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。聚乳酸(PAL)纖維染色性能和染色機(jī)理的研究對(duì)其產(chǎn)品開發(fā)及實(shí)際染色加工具有重要的指導(dǎo)意義。國(guó)內(nèi)外很多研究人員都研究過PLA纖維的染色性能，并試圖獲得其與分散染料結(jié)構(gòu)的關(guān)系。LEScheyer和YQYang等人測(cè)定了多只不同結(jié)構(gòu)分散染料對(duì)PLA纖維的上染率，研究表明，分散染料對(duì)PLA纖維只具有中等的親和力，染料化學(xué)結(jié)構(gòu)和能量類型與上染率之間沒有明顯的關(guān)系。錢紅飛等人研究了12只分散染料對(duì)PLA纖維的染色性能，發(fā)現(xiàn)分散染料分子過小或分子中極性基團(tuán)過多，均對(duì)PLA纖維染色不利，而乙酸醋基的存在，可能會(huì)提高分散染料對(duì)PLA纖維的親和力，因而具有較高的上染率。由聚乳酸纖維的DSC分析可知：PLA纖維的玻璃化溫度為71.30℃,在161.21℃與168.68℃處分別存在較大的吸收峰,可以推斷該纖維用分散染料染色時(shí),當(dāng)溫度低于69℃,染料上染不明顯,耐熱性較差,在158℃時(shí)發(fā)生熔融,染色后加工時(shí)應(yīng)避免高溫處理,以防纖維的損傷。
通過對(duì)PAL纖維染色溫度、染色色光、分散染料升溫上染特性、移染性能和提升性能的試驗(yàn)，試圖總結(jié)分散染料結(jié)構(gòu)與PLA纖維染色性能的關(guān)系。結(jié)果表明：不論是高溫型還是低溫型染料，不管是偶氮苯還是蕙醒結(jié)構(gòu)的分散染料，它們對(duì)PIA纖維的上染率均隨溫度的升高而顯著增大。這可能是由于分散染料在聚醋纖維內(nèi)的擴(kuò)散是按自由體積模型進(jìn)行的，染色溫度升高引起的染料動(dòng)能和纖維內(nèi)自由體積的增加，導(dǎo)致染料在PLA纖維內(nèi)的擴(kuò)散速率提高。另外，盡管PLA纖維的玻璃化溫度較低，但其結(jié)晶度高，因此，提高染色溫度對(duì)增加染料上染量特別有效。考慮到120℃和130℃高溫染色對(duì)纖維降解程度較大，強(qiáng)力明顯降低，故認(rèn)為PLA纖維染色時(shí)，淡中色宜選用100℃，中濃色宜選用110℃。同時(shí)應(yīng)該注意：PLA纖維對(duì)溫度的敏感性和PET纖維有所不同。PET纖維隨溫度的上升,上染百分率增加很快,而PLA纖維隨著溫度的提高,上染百分率增加較為緩慢,而且上染百分率的增加并不隨染色時(shí)間的延長(zhǎng)而上升,一旦出現(xiàn)色差現(xiàn)象,很難像滌綸纖維那樣通過染色時(shí)間的延長(zhǎng)來糾正,因此在實(shí)際的染色過程中必須嚴(yán)格控制染色溫度。
通過移染達(dá)到勻染，是提高PAL纖維勻染性的重要途徑。移染性受諸多因素影響，例如染料結(jié)構(gòu)、染色助劑、染色溫度和時(shí)間等。PLA纖維、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇醋(PTT)纖維的染色溫度是110℃，滌綸(PET)纖維的染色溫度為130℃。為使分散染料在PLA、PTT、PET纖維的移染性試驗(yàn)更接近于實(shí)際染色，該試驗(yàn)三種纖維的移染溫度均與它們相應(yīng)的染色溫度相同.
由圖可知，分散染料在PAL纖維上的移染性能優(yōu)于在PTT和PET纖維的移染性能，對(duì)提高PLA纖維的勻染性十分有利。從染料來看，藍(lán)56的移染性能好于紫31。這是因?yàn)榍罢叩姆肿映叽缧。菀讖睦w維中擴(kuò)散出來，解吸到溶液中，并再次在纖維上發(fā)生吸附和擴(kuò)散。
染料的提升力是指纖維或紡織品在染色時(shí)，纖維上染料濃度或表面顏色濃度隨著染液中染料用量的增加而相應(yīng)遞增的性能。選用十余只不同結(jié)構(gòu)的分散染料，對(duì)PLA纖維在不同染料濃度下染色，然后測(cè)定各試樣的K/S值，比較不同染料提升性能的差別。實(shí)驗(yàn)表明：相同的分散染料在PAL和PET纖維上的提升性能差別較大，其在PLA纖維上的提升性能較差，這對(duì)PLA纖維深濃色染色是不利的。因此，PLA纖維在染深時(shí)濃色更應(yīng)該注意染料的選用。分析分散染料在PLA纖維上的提升性能較差的原因，應(yīng)該與其結(jié)晶度高、自由體積少，以及與染料的親和力不如PET纖維等原因有關(guān)。另外，值得注意的是，由于分散染料在PLA纖維上的上染量普遍低于在PET纖維上的上染量，因此，在染料用量高的情況下，由于上染率不高，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生因染液中染料濃度高而引起可溶性欠佳或染料未充分增溶的問題，從而影響了染料的進(jìn)一步上染。
分散染料對(duì)PLA纖維的染色,其上染率高低取決于染料上染速率和對(duì)纖維親和力的高低。而染料分子大小、極性基團(tuán)性質(zhì)和數(shù)目多少、分子結(jié)構(gòu)形狀都會(huì)影響染料的上染率和親和力,從而影響上染率的高低。分散染料的結(jié)構(gòu)與PLA纖維的上染百分率有關(guān)。偶氮結(jié)構(gòu)的染料，對(duì)纖維都有較高的上染百分率，其原因可能是與染料化學(xué)結(jié)構(gòu)呈線型有關(guān)。如C.I.紅54,分子的平面性好，分子中共軛體系較長(zhǎng)，與PLA纖維的接觸面大，因而有較高的直接性，所以能獲得較高的上染百分率。上染百分率的高低還與染料分子中的極性基團(tuán)有關(guān)。PLA分子中含有大量極性基團(tuán),因此當(dāng)染料分子中也有較多極性基團(tuán)如-OH、-NH2、-NHNOR、-CN、-Cl、-Br、-NO2、-SO2NH3等基團(tuán)時(shí)，染料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與纖維的結(jié)構(gòu)性質(zhì)相接近，兩者容易相親，染色親和力較高，如C.I.藍(lán)79.
由于PLA纖維耐熱性差，染色溫度不宜太高，時(shí)間不宜太長(zhǎng)；且由于PLA纖維不耐堿，故分散染料聚乳酸纖維染色的最佳工藝條件是pH=5,溫度110℃,時(shí)間30min～40min。嚴(yán)格控制染色溫度，否則不能得到良好的染色重現(xiàn)性，即使延長(zhǎng)染色時(shí)間也無濟(jì)于事。
