聚乳酸(PLA)纖維兼有天然纖維和合成纖維的特點，吸濕排汗均勻、快干、阻燃性低、煙塵小、熱散發(fā)小、無毒性、熔點低、回彈性好、折射指數(shù)低、色彩鮮艷、不滋長細菌和氣味保留指數(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、抗紫外線和導濕作用，并能釋放人體氣味等特性，是極佳的高級休閑服飾和優(yōu)質(zhì)舒適的運動服面料。
合成纖維的玻璃化溫度是決定染料上染的一個重要因素,當染色溫度低于玻璃化溫度時,纖維內(nèi)部無定形區(qū)的鏈段尚未發(fā)生運動,供染料分子擴散的瞬間孔隙相對較少,所以染料不會有明顯的上染。當染色溫度超過玻璃化溫度后,上染率則隨鏈段運動的加劇明顯提高。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理的研究對其產(chǎn)品開發(fā)及實際染色加工具有重要的指導意義。國內(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等人測定了多只不同結(jié)構(gòu)分散染料對PLA纖維的上染率，研究表明，分散染料對PLA纖維只具有中等的親和力，染料化學結(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過多，均對PLA纖維染色不利，而乙酸醋基的存在，可能會提高分散染料對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,當溫度低于69℃,染料上染不明顯,耐熱性較差,在158℃時發(fā)生熔融,染色后加工時應(yīng)避免高溫處理,以防纖維的損傷。
通過對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，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)的擴散是按自由體積模型進行的，染色溫度升高引起的染料動能和纖維內(nèi)自由體積的增加，導致染料在PLA纖維內(nèi)的擴散速率提高。另外，盡管PLA纖維的玻璃化溫度較低，但其結(jié)晶度高，因此，提高染色溫度對增加染料上染量特別有效�？紤]到120℃和130℃高溫染色對纖維降解程度較大，強力明顯降低，故認為PLA纖維染色時，淡中色宜選用100℃，中濃色宜選用110℃。同時應(yīng)該注意：PLA纖維對溫度的敏感性和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間的延長而上升,一旦出現(xiàn)色差現(xiàn)象,很難像滌綸纖維那樣通過染色時間的延長來糾正,因此在實際的染色過程中必須嚴格控制染色溫度。
通過移染達到勻染，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、染色溫度和時間等。PLA纖維、聚對苯二甲酸丙二醇醋(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纖維的移染性試驗更接近于實際染色，該試驗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，對提高PLA纖維的勻染性十分有利。從染料來看，藍56的移染性能好于紫31。這是因為前者的分子尺寸小，容易從纖維中擴散出來，解吸到溶液中，并再次在纖維上發(fā)生吸附和擴散。
染料的提升力是指纖維或紡織品在染色時，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PLA纖維在不同染料濃度下染色，然后測定各試樣的K/S值，比較不同染料提升性能的差別。實驗表明：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PLA纖維深濃色染色是不利的。因此，PLA纖維在染深時濃色更應(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，勢必會產(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一步上染。
分散染料對PLA纖維的染色,其上染率高低取決于染料上染速率和對纖維親和力的高低。而染料分子大小、極性基團性質(zhì)和數(shù)目多少、分子結(jié)構(gòu)形狀都會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，對纖維都有較高的上染百分率，其原因可能是與染料化學結(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，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有關(guān)。PLA分子中含有大量極性基團,因此當染料分子中也有較多極性基團如-OH、-NH2、-NHNOR、-CN、-Cl、-Br、-NO2、-SO2NH3等基團時，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79.
由于PLA纖維耐熱性差，染色溫度不宜太高，時間不宜太長；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℃,時間30min～40min。嚴格控制染色溫度，否則不能得到良好的染色重現(xiàn)性，即使延長染色時間也無濟于事。
