合成纖維于二戰(zhàn)前后開(kāi)始研究和開(kāi)發(fā)，隨著石油工業(yè)的壯大，真正的工業(yè)化始于2O世紀(jì)5O年代,其中發(fā)展最快的當(dāng)推聚酯纖維，2010年世界產(chǎn)量已達(dá)3641.3萬(wàn)t，占合纖總量的84.7%，如今發(fā)展的是新聚酯纖維(如哪、PLA纖維)和芳綸、芳砜綸高性能纖維，產(chǎn)量正逐步上升，這些新纖維都用分散染料染色，所不同的是m纖維可用PET纖維適用的傳統(tǒng)分散染料，芳綸和芳砜綸則需使用特殊添加劑存在下的載體染色，要求載體無(wú)毒、無(wú)味、易洗除、給色量高、不影響色牢度。而PLA是脂肪類聚酯，與PET、PrT芳香族聚酯性能有所不同，由于分子結(jié)構(gòu)相差大，存在介電常數(shù)，極性與染料作用力有所不同，造成勻染性、色相、色牢度存在差異。采用溶解度參數(shù)或無(wú)機(jī)t性值侑機(jī)性值，從傳統(tǒng)分散染料中篩選或設(shè)計(jì)PLA專用分散染料的分子結(jié)構(gòu)。

1、合成纖維的發(fā)展帶動(dòng)染料的開(kāi)發(fā)

在20世紀(jì)三四十年代，合成纖維開(kāi)創(chuàng)了紡織纖維的新紀(jì)元，相繼有多種合成纖維問(wèn)世，染料的發(fā)展歷來(lái)與纖維的開(kāi)發(fā)緊密聯(lián)系。1935年和1938年開(kāi)發(fā)出錦綸66和錦綸6，1949年出現(xiàn)了1：2型金屬絡(luò)合染料(即中性染料)；1941年開(kāi)發(fā)出聚酯纖維(滌綸)，1953年在醋酸纖維用染料基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了聚酯纖維用分散染料；1942年開(kāi)發(fā)出腈綸纖維1953年開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，1955年在堿性染料基礎(chǔ)上出現(xiàn)了腈綸用陽(yáng)離子染料。這些新開(kāi)發(fā)的合成纖維，它們的專用染料都要滯后若干年。從近幾年纖維與染料的同步發(fā)展可以看到染料的開(kāi)發(fā)與纖維的發(fā)展緊密地聯(lián)系在一起。

2010年世界主要纖維產(chǎn)量為7257.5萬(wàn)t，比2009年增長(zhǎng)12.6%，其中化纖產(chǎn)量占總產(chǎn)量的63.7%，棉占總產(chǎn)量的34.6%，增長(zhǎng)率分別為12.O%和14.6%。天然纖維以棉為主，近4年中國(guó)生產(chǎn)量減少，印度、巴西、美國(guó)等國(guó)產(chǎn)量增加。羊毛因世界最大生產(chǎn)國(guó)澳大利亞產(chǎn)量減少，影響世界產(chǎn)量?；瘜W(xué)纖維2位數(shù)增長(zhǎng)主要依靠合纖的增長(zhǎng)。其中主要品種滌綸的世界產(chǎn)量2010年為3641-3萬(wàn)t(長(zhǎng)絲2293.8萬(wàn)t，短纖l 347.5萬(wàn)t)；而中國(guó)于2010年滌綸產(chǎn)量2513.4萬(wàn)tf長(zhǎng)絲1678.9萬(wàn)t，短纖834.5萬(wàn)t)，占世界產(chǎn)量的69%.錦綸f長(zhǎng)絲+短纖)2010年世界產(chǎn)量387.5萬(wàn)t，中國(guó)產(chǎn)量為161.8萬(wàn)t.腈綸短纖2010年世界產(chǎn)量198.1萬(wàn)t，中國(guó)為65.7萬(wàn)tf較2009年下跌5%)。再生纖維素2010年世界產(chǎn)量323.8萬(wàn)t，中國(guó)為183.5萬(wàn)t.2010年中國(guó)的化學(xué)纖維產(chǎn)量為世界產(chǎn)量的64.1%。

摘要：合成纖維于二戰(zhàn)前后開(kāi)始研究和開(kāi)發(fā)，隨著石油工業(yè)的壯大，真正的工業(yè)化始于2O世紀(jì)5O年代，其中發(fā)展最快的當(dāng)推聚酯纖維，2010年世界產(chǎn)量已達(dá)3641.3萬(wàn)t，占合纖總量的84.7%.如今發(fā)展的是新聚酯纖維(如哪、PLA纖維)和芳綸、芳砜綸高性能纖維，產(chǎn)量正逐步上升。這些新纖維都用分散染料染色，所不同的是m 纖維可用PET纖維適用的傳統(tǒng)分散染料，芳綸和芳砜綸則需使用特殊添加劑存在下的載體染色，要求載體無(wú)毒、無(wú)味、易洗除、給色量高、不影響色牢度.而PLA是脂肪類聚酯，與PET、PrT芳香族聚酯性能有所不同，由于分子結(jié)構(gòu)相差大，存在介電常數(shù)，極性與染料作用力有所不同，造成勻染性、色相、色牢度存在差異.采用溶解度參數(shù)或無(wú)機(jī)t性值侑機(jī)性值，從傳統(tǒng)分散染料中篩選或設(shè)計(jì)PLA專用分散染料的分子結(jié)構(gòu)

1 合成纖維的發(fā)展帶動(dòng)染料的開(kāi)發(fā)

在20世紀(jì)三四十年代，合成纖維開(kāi)創(chuàng)了紡織纖維的新紀(jì)元，相繼有多種合成纖維問(wèn)世.染料的發(fā)展歷來(lái)與纖維的開(kāi)發(fā)緊密聯(lián)系.1935年和1938年開(kāi)發(fā)出錦綸66和錦綸6，1949年出現(xiàn)了1：2型金屬絡(luò)合染料(即中性染料)；1941年開(kāi)發(fā)出聚酯纖維(滌綸)，1953年在醋酸纖維用染料基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了聚酯纖維用分散染料；1942年開(kāi)發(fā)出腈綸纖維1953年開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，1955年在堿性染料基礎(chǔ)上出現(xiàn)了腈綸用陽(yáng)離子染料。這些新開(kāi)發(fā)的合成纖維，它們的專用染料都要滯后若干年，從近幾年纖維與染料的同步發(fā)展可以看到染料的開(kāi)發(fā)與纖維的發(fā)展緊密地聯(lián)系在一起。

2010年世界主要纖維產(chǎn)量為7257.5萬(wàn)t，比2009年增長(zhǎng)12.6%，其中化纖產(chǎn)量占總產(chǎn)量的63.7%，棉占總產(chǎn)量的34.6%，增長(zhǎng)率分別為12.O%和14.6%.天然纖維以棉為主，近4年中國(guó)生產(chǎn)量減少，印度、巴西、美國(guó)等國(guó)產(chǎn)量增加.羊毛因世界最大生產(chǎn)國(guó)澳大利亞產(chǎn)量減少，影響世界產(chǎn)量，化學(xué)纖維2位數(shù)增長(zhǎng)主要依靠合纖的增長(zhǎng).其中主要品種滌綸的世界產(chǎn)量2010年為3641-3萬(wàn)t(長(zhǎng)絲2293.8萬(wàn)t，短纖l347.5萬(wàn)t)；而中國(guó)于2010年滌綸產(chǎn)量2513.4萬(wàn)tf長(zhǎng)絲1678.9萬(wàn)t，短纖834.5萬(wàn)t)，占世界產(chǎn)量的69%.錦綸f長(zhǎng)絲+短纖)2010年世界產(chǎn)量387.5萬(wàn)t，中國(guó)產(chǎn)量為161.8萬(wàn)t.腈綸短纖2010年世界產(chǎn)量198.1萬(wàn)t，中國(guó)為65.7萬(wàn)tf較2009年下跌5%).再生纖維素2010年世界產(chǎn)量323.8萬(wàn)t，中國(guó)為183.5萬(wàn)t.2010年中國(guó)的化學(xué)纖維產(chǎn)量為世界產(chǎn)量的64.1%.

2003-2010年，我國(guó)染料產(chǎn)量2003—2005年徘徊于6O萬(wàn)t/年以下，2006年開(kāi)始增長(zhǎng)到7O萬(wàn)t/年以上，2008年受國(guó)際金融危機(jī)影響產(chǎn)量下降.與國(guó)內(nèi)外纖維產(chǎn)量發(fā)展趨勢(shì)一致的是2009年下半年開(kāi)始增長(zhǎng)，2010年產(chǎn)量達(dá)到歷史最高水平。其中活性染料增長(zhǎng)最快，達(dá)228 508.7t，分散染料保持穩(wěn)定，為349549t，二者占總產(chǎn)量的72.9%。

自2007年以來(lái)，分散染料除了2008年都穩(wěn)定在35萬(wàn)t左右，占總產(chǎn)量的44%～48%，與滌綸纖維相匹配?；钚匀玖厦磕甓荚趖~dTK：(2004年除外)，2010年占纖維素纖維染料(硫化、直接、還原、冰染、活性染料)總量的61%.纖維素纖維染料總量375051t，占總產(chǎn)量的47%，與棉及再生纖維素總量基本相匹配。當(dāng)然，還要扣除染料進(jìn)出口因素，一般都是出口量大于進(jìn)口量。

滌綸纖維除了大宗傳統(tǒng)產(chǎn)品外，大力發(fā)展差別化纖維。其中最重要的是超細(xì)纖維.由于其單位質(zhì)量的表面積隨單絲纖度變細(xì)而增大，造成染色速度快、表觀給色淺和耐光牢度下降，對(duì)于分散染料，必須解決勻染性、蓋染性、提升性和染色牢度問(wèn)題。為此，一批滌綸超細(xì)纖維的專用分散染料問(wèn)世。新型舒適型滌綸纖維如吸濕排汗、調(diào)溫纖維的開(kāi)發(fā)也需相應(yīng)的分散染料及染色工藝。PTT和PLA等新型聚酯纖維使用傳統(tǒng)分散染料染色存在許多缺陷。

高性能纖維是今后世界合成纖維發(fā)展的一個(gè)重要方向，隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，許多高性能合成纖維已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化.高性能合成纖維按合成原料的不同主要分為芳綸纖維、超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維、碳纖維、特殊玻璃纖維以及液晶高分子聚對(duì)苯并二噻唑和聚對(duì)苯并二咪唑纖維，其中芳綸纖維和芳砜綸纖維市場(chǎng)增長(zhǎng)最快，因?yàn)檫@類高性能合成纖維不但用于國(guó)防及航天領(lǐng)域，還滲透到其他領(lǐng)域，包括纜繩、輪胎簾子線、運(yùn)動(dòng)及醫(yī)療器械：服裝也由宇宙服、防彈服和特殊行業(yè)戰(zhàn)斗服向民用服裝發(fā)展.

商務(wù)部于2011年4月18 13發(fā)布《鼓勵(lì)進(jìn)口技術(shù)和產(chǎn)品目錄(201 1年版)》，鼓勵(lì)引進(jìn)聚乳酸纖維PLA和新型聚酯P，rr成套設(shè)備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、高強(qiáng)高模芳綸(1414)(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺1成套設(shè)備的設(shè)計(jì)制造技術(shù).這些纖維是國(guó)家發(fā)改委鼓勵(lì)發(fā)展的新纖維。本文擬對(duì)聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯fP 和聚乳酸(PLA)等新型聚酯纖維和芳綸(av)、芳砜綸(PSA)等新型高性能纖維及其染整加工和所用染料進(jìn)行評(píng)述。

2 新型聚酯纖維與染色

2.1 聚對(duì)苯二甲酸丙二醇l~(PTr)纖維與染色工藝P1Tr的制造技術(shù)在1941年已提出專利申請(qǐng)，但由于當(dāng)時(shí)高質(zhì)量的l，3一丙二醇太貴而未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。直至1995年，美國(guó)殼牌化學(xué)公司研發(fā)出了1，3一丙二醇的新的生產(chǎn)路線，才于1996年建立第一個(gè)PTT生產(chǎn)廠。m纖維最大生產(chǎn)企業(yè)為殼牌化學(xué)、杜邦化學(xué)、美國(guó)Kosa、日本旭化成、日本東麗和韓國(guó)SK化學(xué)等公司，我國(guó)也已開(kāi)始批量生產(chǎn)。

PTT纖維既保持了聚酯纖維的基本優(yōu)點(diǎn)，即尺寸穩(wěn)定性、電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，又具有PET纖維不具備的性能，如柔軟性、回彈性、蓬松性和低溫染色性等。PTT纖維的長(zhǎng)絲和短纖非常適合應(yīng)用于生產(chǎn)各種高彈收縮和手感柔軟的彈性針織和機(jī)織物，制造休閑服、泳衣、運(yùn)動(dòng)服、貼身內(nèi)衣、襪子等。

2.1.1 PTT纖維的分子結(jié)構(gòu)與性能

P1_r纖維分子的單元化學(xué)結(jié)構(gòu)與PBT和PET的區(qū)別，僅在于苯環(huán)間的亞甲基個(gè)數(shù)，如下式所示：

m 與PET、PBT分子單元結(jié)構(gòu)的區(qū)別不僅是亞甲基鏈的長(zhǎng)短，PTT呈奇數(shù)，PET和PBT呈偶數(shù).高分子聚合物結(jié)構(gòu)中亞甲基的“奇碳效應(yīng)”使苯環(huán)與3個(gè)亞甲基不處于同一平面，而且鄰近2個(gè)羰基的斥力不能成180。平面排列，只能成120。空間錯(cuò)開(kāi)，大分子結(jié)晶單元彎曲的鏈長(zhǎng)是其完全伸直長(zhǎng)度的75%；同樣情況下，PET為98%，PBT為88%一96%。所以P1Tr在受力時(shí)大分子鏈比較容易拉伸和壓縮汐 力除去后，能迅速回復(fù)到原狀，PTT纖維拉伸達(dá)20%時(shí)，仍具有100%的彈性回復(fù)性.100%的PTT織物與含有4.7%氨綸的PET彈力絲織物有相同的彈性回復(fù)性。