無(wú)銻ZnO抗菌聚酯織物的染色工藝

中圖分類號(hào)：TS198.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009-265X（2025）08-0068-09

聚酯纖維因其高強(qiáng)度、回彈性好和易洗快干特性[1]，被廣泛應(yīng)用于紡織服裝、裝飾材料等領(lǐng)域[2-3]。但聚酯纖維具有疏水性[4-5]，在濕熱環(huán)境中使用時(shí)汗水難以被纖維吸收，易聚集在皮膚表面滋生細(xì)菌，因此可通過(guò)改善聚酯織物的吸水性和抗菌性能來(lái)提高其服用性[6。由于納米 znO 具有廣譜抗菌性，在聚酯熔體紡絲過(guò)程中引入納米 znO ，可制備出具有十字形異形結(jié)構(gòu)的 znO 抗菌聚酯纖維。這種纖維具有良好的吸水和抗菌性，可有效改善聚酯纖維的穿著舒適性。

雖然異形 znO 抗菌聚酯纖維具有較好的吸水和抗菌性能[7-8]，但目前聚酯的合成大多使用銻系催化劑[9]。銻系催化劑的催化性能優(yōu)異，催化工藝成熟，且反應(yīng)過(guò)程中副反應(yīng)較少[10]，價(jià)格低廉，但銻是重金屬，可以通過(guò)皮膚、消化道或呼吸道等途徑進(jìn)入體內(nèi)，對(duì)身體有害，已被IARC分類認(rèn)定為是對(duì)人體有毒致癌的一種元素[1]。因此需開(kāi)發(fā)無(wú)銻聚酯，從源頭減少銻的排放。浙江恒逸石化有限公司成功開(kāi)發(fā)出了非銻類催化聚合的異形無(wú)銻znO 抗菌聚酯纖維產(chǎn)品，與 znO 抗菌聚酯纖維相比，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維中不含重金屬銻，可從源頭抑制銻的產(chǎn)生，環(huán)保屬性明顯。同時(shí)通過(guò)引入納米氧化鋅，使其具有比普通聚酯纖維更好的服用性。但無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維在合成過(guò)程中更換了催化劑，這可能會(huì)導(dǎo)致纖維的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，繼而會(huì)影響聚酯織物的染色性能。此外，無(wú)銻znO 抗菌聚酯織物在高溫染色時(shí)存在納米 znO 溶失問(wèn)題，這不僅會(huì)使纖維織物抗菌功能受損，還會(huì)影響染色均勻性，導(dǎo)致纖維染色困難。目前無(wú)銻znO 抗菌聚酯纖維的染色工藝可供參考文獻(xiàn)較少，極大程度限制了無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的發(fā)展和應(yīng)用。因此，對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維進(jìn)行染色工藝的研究很有必要，有助于環(huán)保功能聚酯纖維的應(yīng)用發(fā)展。

本文將以無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維作為研究對(duì)象，采用SEM、XRD、DSC、TG等方法表征和測(cè)試?yán)w維的微觀結(jié)構(gòu)和熱性能，并分析其對(duì)染色性能的影響。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)高溫高壓染色探究染色溫度、染色保溫時(shí)間、染色 pH 等染色工藝參數(shù)對(duì)該織物上染率和 K/S 值的影響，測(cè)定該染色織物的色牢度，并考察該織物染色前后的抗菌性能。研究結(jié)果將為無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的染色提供參考。

1實(shí)驗(yàn)

1. 1 材料及儀器

織物：無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物（ 169g/m² ；經(jīng)密：645根/ ′10cm ，緯密：530根/ ′10cm ;未經(jīng)熱定型），恒逸石化股份有限公司； ZnO 抗菌聚酯織物，正凱紡織有限公司。

試劑：分散紅玉S-5BL（工業(yè)級(jí)），浙江龍盛染料化工有限公司；分散黃S-6G（工業(yè)級(jí)），浙江龍盛染料化工有限公司；分散深藍(lán)S-RE（工業(yè)級(jí)），浙江龍盛染料化工有限公司；分散劑NNO（分析純），上海麥克林生化科技股份有限公司；氫氧化鈉、冰乙酸、保險(xiǎn)粉 Ω_?N ， N. 二甲基甲酰胺，均為分析純，杭州高晶精細(xì)化工有限公司。

儀器：DYE-24型可調(diào)向式打色機(jī)（上海千力自動(dòng)化設(shè)備有限公司），紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（美國(guó)PerkinElmer公司），測(cè)色配色儀（美國(guó)Datacolor公司），耐摩擦牢度儀（英國(guó)JamesHamp;Heal公司），掃描電子顯微鏡（德國(guó)CarZeiss公司），X射線衍射儀（瑞士ThermoFisher公司），差示掃描量熱儀（美國(guó) TA有限公司），熱重分析儀（美國(guó)Perkin-Elmer公司）。

1. 2 染整工藝

1. 2. 1 染整工藝曲線

無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維根據(jù)圖1中染色工藝曲線染色，室溫入染，以 的升溫速率升至所需染色溫度，并保溫染色一段時(shí)間，后以 降溫，染色完畢后進(jìn)行還原清洗

圖1無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的染色工藝曲線

Fig.1Dyeing process curve of antimony-free znO antibacterial polyester fibers

1. 2.2 染色配方

染液配方：分散染料 1% （o.w.f），分散劑NNO2g/L ，染液浴比 1：50 。

將無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維投入到配置好的染液中，分別對(duì)染色溫度、染色保溫時(shí)間和染液 pH 等染色工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化

1. 2.3 還原清洗

還原清洗配方：氫氧化鈉 2g/L ，，保險(xiǎn)粉 2g/L 浴比 1：30，70°C，20min 。

1. 3 測(cè)試方法

1.3.1 金屬銻檢測(cè)

采用ICP-OES測(cè)試無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物中 金屬銻含量。

1.3.2 形態(tài)結(jié)構(gòu)

將無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖 維切片并鍍金，采用SEM觀察纖維的表面形貌

1. 3.3 結(jié)晶度

采用X射線衍射儀，測(cè)試無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖 維和 znO 抗菌聚酯纖維的結(jié)晶度，測(cè)試條件： Cu 靶，Ni濾光， 40kV，200mA，2θ 為 0^°～60^° O

1.3.4 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度

采用差示掃描量熱儀，測(cè)試無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。測(cè)試條件：氮?dú)鈿夥眨?10^°C/min 的升溫速率從25^°C 升溫至 280^°C O

1.3.5 沸水收縮率

參考GB/T6505—2017《化學(xué)纖維長(zhǎng)絲熱收縮率試驗(yàn)方法（處理后）》測(cè)試無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的沸水收縮率。按式（1）計(jì)算沸水收縮率：

式中： s 為沸水收縮率， %：L 為試樣煮沸處理后的長(zhǎng)度， cm 。

1.3.6 上染百分率

采用殘液法測(cè)定無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的上染率，將染色原液和殘液分別稀釋，用DMF進(jìn)行溶解，超聲一段時(shí)間，測(cè)定最大吸收波長(zhǎng)下的吸光度，按式（2）計(jì)算上染百分率：

式中： E 為上染百分率， %sA₁ 為殘液的吸光度; A₀ 為原液的吸光度； a 為原液的稀釋倍數(shù)； b 為殘液的稀釋倍數(shù)。

1.3.7 K/S 值

采用計(jì)算機(jī)測(cè)色配色儀，在D65光源與 10^° 視場(chǎng)下，測(cè)試無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的 K/S 值，測(cè)量5次，求平均值。

1.3.8 色牢度

參照GB/T3920—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)?摩擦色牢度》和GB/T3921.3—2008《紡織品 色牢度 耐洗色牢度》測(cè)試耐摩擦和耐皂洗色牢度，參照GB/T 8427—2019《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)腿嗽旃馍味龋弘?弧》測(cè)試耐日曬色牢度，參照GB/T3922—2013《紡織 品色牢度試驗(yàn)?zāi)秃節(jié)n色牢度》測(cè)試耐汗?jié)n色牢度。

1.3.9 抗菌率

采用金黃色葡萄球菌和大腸桿菌進(jìn)行無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的抗菌性能測(cè)試，參考AATCC100—2012《抗菌紡織品的評(píng)價(jià)方法》，并計(jì)算織物的抗菌率 M

式中：A為對(duì)照組菌落數(shù)； B 為實(shí)驗(yàn)組菌落數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 無(wú)銻 ZnO 抗菌聚酯纖維金屬銻含量測(cè)定分析

對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維進(jìn)行銻含量測(cè)定。結(jié)果顯示，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維未檢測(cè)出金屬銻，而 znO 抗菌聚酯纖維中金屬銻含量為 110.88mg/kg 號(hào)

2.2 無(wú)銻 ZnO 抗菌聚酯纖維結(jié)構(gòu)和基本性能測(cè)定分析

2. 2.1 形態(tài)結(jié)構(gòu)

圖2為無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的表觀形貌圖。由圖2可以看出，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 ZnO 抗菌聚酯纖維橫截面均呈十字形，纖維縱向表觀呈現(xiàn)凹槽結(jié)構(gòu)，纖維均為十字形纖維。十字形異形結(jié)構(gòu)纖維具有多個(gè)凹槽，使得纖維具有良好的透氣性及導(dǎo)濕性，凹槽結(jié)構(gòu)能使纖維快速地吸收皮膚表面的汗水；纖維與表層皮膚的接觸面積小，可使人體出汗后皮膚仍可保持干爽。此外，十字形異形結(jié)構(gòu)纖維具有柔和的光澤。

圖2無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 z_nO 抗菌聚酯纖維的表觀形貌圖

Fig.2Surface morphology images of antimony-free ZnO antibacterial polyester fibers and znO antibacterial polyester fibei

2.2.2 結(jié)晶度

圖3為無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的XRD圖，由圖3可以看出，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維分別在20為 32^°，34^°，36^°，43^° 時(shí)出現(xiàn)了氧化鋅的衍射峰， ZnO 抗菌聚酯纖維在 2θ 為 36^°，43^° 時(shí)出現(xiàn)了氧化鋅衍射峰，說(shuō)明無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維均引入了氧化鋅。

圖3無(wú)銻 zno 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的XRD圖

纖維結(jié)晶度表征纖維分子鏈的規(guī)整程度，它對(duì)纖維的力學(xué)、熱學(xué)、染色等方面均有影響。力學(xué)性能方面，纖維的結(jié)晶度越高表示纖維的大分子鏈排列越規(guī)整，抵抗外力越強(qiáng)。熱穩(wěn)定性能方面，結(jié)晶度較高的纖維的耐熱穩(wěn)定性越好。而就纖維的染色性能而言，纖維結(jié)晶度與染料的上染率有直接關(guān)系。纖維由定形區(qū)和無(wú)定形區(qū)組成，結(jié)晶度越高則表示纖維的無(wú)定形區(qū)越小，即可染區(qū)域越小，不利于染色。

按式（4）計(jì)算結(jié)晶度：

式中： X_cw 為結(jié)晶度， %;I_c 為結(jié)晶衍射峰強(qiáng)度； I_a 為非結(jié)晶衍射峰強(qiáng)度。

經(jīng)CPRM法計(jì)算，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的結(jié)晶度為 23.43% ， ZnO 抗菌聚酯纖維的結(jié)晶度為28.96% ，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的結(jié)晶度小于 znO 抗菌聚酯纖維，即無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的無(wú)定形區(qū)較大，可染區(qū)域較大，利于染色，預(yù)計(jì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物相對(duì) z_nO 抗菌聚酯織物具有相對(duì)好的上染性能。

2.2.3 玻璃化溫度

染色時(shí)，當(dāng)染色溫度超過(guò)纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，纖維無(wú)定形區(qū)運(yùn)動(dòng)加劇，瞬時(shí)空隙增大，加速染料向纖維表面的吸附及向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散。圖4為無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的DSC曲線，由圖4可知，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和znO 抗菌聚酯纖維的玻璃化溫度分別為 67.6^°C ！72.1^°C ，且均在 出現(xiàn)了熔融峰。

圖4無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的DSC曲線

Fig. 4DSC curves of antimony-free ZnO antibacterial polyester fiber and Z_nO antibacterial polyester fiber

如2.2.2所述，與 znO 抗菌聚酯纖維相比，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的結(jié)晶度小，表明該纖維的分子鏈排列較多呈無(wú)序狀態(tài)，分子鏈間作用力較小，抵抗外界的作用力減弱。與 znO 抗菌聚酯纖維相比，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的玻璃化溫度較小，說(shuō)明無(wú)銻 znO 抗菌聚酯的分子鏈段排列較多呈無(wú)序狀態(tài)，而聚酯纖維的染料上染主要發(fā)生在纖維的無(wú)定形區(qū)，當(dāng)染色溫度超過(guò)纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，染料分子會(huì)沿著纖維大分子鏈跳躍擴(kuò)散從而實(shí)現(xiàn)其上染吸附，因此，相比 znO 抗菌聚酯織物，預(yù)計(jì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物更利于染料上染

2.2.4 熱穩(wěn)定性

圖5為無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的TGA和DTG曲線，從TGA曲線可知，無(wú)銻znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的初始降解溫度為 272.6°C 和 281.7^°C ，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的耐熱性略低于 znO 抗菌聚酯纖維。纖維的初始降解溫度與纖維分子排列緊密程度相關(guān)，聚酯纖維的大分子鏈排列越緊密，則剛性越大，耐熱性越好;由DTG曲線可知，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和znO 抗菌聚酯纖維都具有兩個(gè)失重區(qū)間，在第一個(gè)區(qū)間，隨著溫度的升高，熱失重速率逐漸增加，這可能是由于氧化反應(yīng)，纖維發(fā)生降解，形成過(guò)氧化物，過(guò)氧化物發(fā)生自由基反應(yīng)，生成醛、酮等產(chǎn)物，大分子鏈分解為小分子鏈段，生成揮發(fā)性物質(zhì) CO₂ 等。第二失重區(qū)間為小鏈段裂解成小分子，直至反應(yīng)結(jié)束。由此可知，更換催化劑后，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維仍具有較好的耐熱穩(wěn)定性。

圖5無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的TGA和DTG曲線

2.2.5 沸水收縮率

實(shí)驗(yàn)測(cè)定了無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維和 znO 抗菌聚酯纖維的沸水收縮率。結(jié)果表明，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的沸水收縮率為 10.53% ZnO 抗菌聚酯纖維的沸水收縮率為 5.80% 。無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的沸水收縮率相比于 znO 抗菌聚酯纖維明顯大，這可能是改變催化劑后，纖維的分子量減小，在相近牽伸加工工藝下纖維微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，纖維內(nèi)部非晶區(qū)增大，結(jié)晶度降低，纖維分子間排列更加松散，更易在牽伸時(shí)取向，這使得纖維受熱易產(chǎn)生形變，導(dǎo)致沸水收縮率增加。無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維的沸水收縮率較高，需要染色加工前加設(shè)熱定型工序，改善其熱收縮現(xiàn)象。

通過(guò)以上結(jié)構(gòu)及性能分析可以推斷出分散染料的擴(kuò)散更易在無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物中進(jìn)行，但其染色性能需通過(guò)具體的染色工藝及染色品質(zhì)量分析來(lái)進(jìn)一步確定。

2.3 無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的染色工藝優(yōu)化

2.3.1 染色溫度

實(shí)驗(yàn)采用分散紅玉S-5BL、分散黃S-6G、分散深藍(lán) S-RE三只分散染料，在 ΔpH 為5，染色浴比為1：50 的條件下，選擇 110，115，120，125，130‰ 五個(gè)染色溫度對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物保溫染色 60min ，研究染色溫度對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物染色性能的影響，結(jié)果如圖6所示。

圖6染色保溫溫度對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物上染率和K/S值的影響 Fig. 6Effect of dyeing holding temperature on the dye uptake rate and K/S value of antimony-free ZnO antibacterialpolyesterfabric

由圖6可以看出，隨著溫度的升高，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的上染率和 K/S 值不斷增加，說(shuō)明升高溫度有利于無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物上染率和K/S 值的提高。在染色剛開(kāi)始時(shí)，染料逐漸吸附在纖維表面，隨著溫度的增加，纖維無(wú)定形區(qū)運(yùn)動(dòng)加劇，染料會(huì)更易擴(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部，同時(shí)，染料的溶解度增加，加速了染料的吸附擴(kuò)散，上染率和K/S 值不斷增加， 130^c 到達(dá)最大值。綜上所述，無(wú)銻 z_nO 抗菌聚酯織物的染色溫度以 130‰ 為宜。

2.3.2 染色保溫時(shí)間

實(shí)驗(yàn)采用分散紅玉S-5BL、分散黃S-6G、分散深藍(lán) S-RE三只分散染料，在染色溫度為 130°C?pH 為5、浴比為 1：50 的條件下，對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物分別保溫染色 0.30，60，90，120min ，研究染色保溫時(shí)間對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物染色性能的影響，結(jié)果如圖7所示。

從圖7可看出，隨染色保溫時(shí)間的增加，無(wú)銻znO 抗菌聚酯織物的上染率與 K/S 值不斷增加。染色初期時(shí)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，染料不斷地向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的上染率和 K/S 值不斷增大；當(dāng)染色時(shí)間延長(zhǎng)到 60min 后，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的上染率和 K/S 值到達(dá)最大值；之后繼續(xù)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，染料不斷發(fā)生吸附和解吸，達(dá)到吸附和解吸平衡，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的上染率和 K/S 值不再有明顯變化，到達(dá)染色平衡。因此，染色保溫時(shí)間以 60min 為宜。

圖7染色保溫時(shí)間對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物上染率和K/S值的影響 Fig.7Effect of dyeing holding duration on the dye uptake rate and K/S value of antimony-free ZnO antibacterial polyester fabric

2.3.3 染液 pH 值

采用分散紅玉S-5BL、分散黃S-6G、分散深藍(lán)S-RE三只分散染料，在染色溫度為 130^c 、染色保溫時(shí)間為 60min 、染色浴比為 1：50 的條件下，將pH 調(diào)至 4.0，4.5，5.0，5.5，6.0 染色，研究染液 pH 對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物染色性能的影響，結(jié)果如圖8所示。

圖8染色pH對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物上染率和K/S值的影響

Fig.8Effect of dyeing pH on the dye uptake rate and K/S value of antimony-free znO antibacterial polyester fabric

從圖8可以看出，隨著染液 pH 值的增加，無(wú)銻znO 抗菌聚酯織物的上染率和 K/S 值先增加后減小。當(dāng)染液 pH 值小于5時(shí)，分散染料的結(jié)構(gòu)中如胺基 （-NH₂ ）會(huì)吸酸形成銨根離子，增加染料的親水性，使得溶解的染料增多，不利于染料上染疏水性聚酯織物。當(dāng)染液 ΔpH 值大于5時(shí)，染液中的H⁺ 較少，染料的溶解度降低，游離的染料數(shù)量減少，從而導(dǎo)致織物的上染率變低。因此，染色的pH 值以5為宜。

2.4 無(wú)銻 ZnO 抗菌聚酯織物的染色性能

通過(guò)染色工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)可得出無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的最佳染色工藝為：染色溫度 130°C 、染色保溫時(shí)間 60min 、染液 pH 值為5。采用 1% （o. w.f）的三原色染料（分散紅玉S-5BL、分散黃S-6G、分散深藍(lán)S-RE），在染色優(yōu)化工藝條件下，對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物和 znO 抗菌聚酯織物染色，并進(jìn)行染色品質(zhì)量分析，結(jié)果如表1所示。

表1無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物染色品質(zhì)量分析

Tab.1Quality analysis of dyed antimony-free znO antibacterial polyester fabric

由表1可以看出，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的上染率在 86% 以上， K/S 值在6以上，而 znO 抗菌聚酯織物的上染率在 85% 以上， K/S 值在5以上，相比之下，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的上染率和 K/S 值略高于 znO 抗菌聚酯織物，說(shuō)明無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物具有更好的染料上染率。且由染色不勻度可以看出，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物具有更好的勻染性。

比較無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物和 znO 抗菌聚酯織物的色牢度可見(jiàn)，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維織物的耐洗色牢度達(dá)到4級(jí)，耐汗?jié)n色牢度達(dá)到4-5級(jí)，耐摩擦色牢度與耐日曬色牢度較好，達(dá)到5級(jí)，和znO 抗菌聚酯織物相同。

2.5 無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的抗菌性能

圖9為無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物和 znO 抗菌聚酯織物染色前后的抗菌性能。由1.3.9中公式（3）可以計(jì)算出，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物對(duì)大腸桿菌的抗菌率為 75.84% ，對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌率97.30% ，與 znO 抗菌聚酯織物具有相似的抗菌性能，且兩種織物染色前后的抗菌率無(wú)明顯變化，說(shuō)明該織物在染色前后抗菌性能不變，即染色對(duì)無(wú)銻znO 抗菌聚酯織物和 znO 抗菌聚酯織物的抗菌性能影響均較小。

圖9無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物與 znO 抗菌聚酯織物染色前后的抗菌性能 Fig.9Antibacterial properties of antimony-free Z_nO antibacterial polyester fabric and ZnO antibacterial polyester fabric before and after dyeing

3結(jié)論

本文分析表征了無(wú)銻 z_nO 抗菌聚酯織物的結(jié)構(gòu)與性能，探究了浸染染色工藝因素對(duì)該織物上染率和 K/S 值的影響，優(yōu)化了染色工藝;最后測(cè)試分析了染色織物的K/S值、色牢度和勻染性，并比較該纖維織物染色前后的抗菌性能。主要結(jié)論如下：

a）無(wú)銻 znO 抗菌聚酯纖維與 znO 抗菌聚酯纖維均為十字形纖維；無(wú)銻 ZnO 抗菌聚酯纖維的結(jié)晶度和玻璃化溫度較低，熱性能差。

b）無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物染色的優(yōu)化工藝為：染色溫度為 130°C 、染色保溫時(shí)間為 60min. 染液pH 值為5。

c）當(dāng)染料用量為 1%（o.w.f） 時(shí)，無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的上染率在 86% 以上， K/S 值在6以上，勻染性較好，且耐洗色牢度可達(dá)到4級(jí)，耐摩擦色牢度較好，可達(dá)到5級(jí)。

d）無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物染色前后的抗菌性能無(wú)明顯變化，染色對(duì)無(wú)銻 znO 抗菌聚酯織物的抗菌性能影響較小。

參考文獻(xiàn)：

[1]張淑軍，李剛，張鴻，等．陽(yáng)離子染料可染改性滌綸及其面料的研究進(jìn)展［J]．現(xiàn)代紡織技術(shù)，2021，29（4）：115-120.ZHANGSJ，LIG，ZHANGH，et al.Research progress on cationicdye modified polyester andits fabric[J].Advanced TextileTechnology，2021，29（4）：115-120.

[2］康嘯虎，李厚明，宋凱利，等．植物染料對(duì)滌綸織物的可染性分析[J]．現(xiàn)代紡織技術(shù)，2025，33（1）：44-50.TANG X H，LI H M， SONG K L， et al. Analysis on the dyeabilityof plant dyes to polyester fabrics[J]. Advanced Textile Technology，2025，33（1） ： 44-50.

[3］顧自江，崔利，吉鵬，等．滌綸長(zhǎng)絲紡絲在線注射添加現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]．化纖與紡織技術(shù)，2020，49（2）：13-15.GU Z J，CUIL，JIP，etal. The present situation and developmenttrend of on-line injection for polyester filament spinning[J].Chemical Fiber amp; Textile Technology，2020，49（2）：13-15.

[4]周蓉，俞建勇，王學(xué)利，等．親水改性共聚酯的合成及其性能[J]．東華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，44（6）：889-895.ZHOU R， YU JY， WANG X L， et al. Synthesis and properties ofthe hydrophilic modified copolyester[J].Journal of DonghuaUniversity（Natural Science），2018，44（6） ： 889-895.

[5］虞小三，王鳴義．親水改性聚酯纖維的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景［J]．合成纖維工業(yè)，2020，43（1）：60-66.YU X S，WANG M Y.Production technology status and marketprospect of hydrophilic modified polyester fiber[J]. China SyntheticFiber Industry，2020，43（1）： 60-66.

[6]李婧楠，楊新華，王松林，等．纖維級(jí)氧化鋅抗菌聚酯的結(jié)晶行為與流變性能[J]．合成纖維，2024，53（7）：1-6.LI JN，YANG X H，WANG S L，et al. Crystallization behaviorsandrheological properties of fiber grade antibacterial polyestermodified by zinc oxide[J]. Synthetic Fiber in China，2024，53（7） ： 1-6.

[7] ZHANG H，XU L，TANG J，et al． Superhydrophobic andantibacterial larch wood prepared by PEIcontroled growth of conicalZnO nanopillar[J]. Ceramics International，2025，51（1） ： 206-214.

[8] IZZI M， SPORTELLI M C，TORSI L，et al. Synthesis andantimicrobial applications of ZnO nanostructures：A review[J].ACS Applied Nano Materials，2023，6（13）：10881-10902.

[9]鄭寧來(lái)．新型鈦系聚酯催化劑的工業(yè)應(yīng)用[J]．合成纖維，2011，40（7） ： 52-53.ZHENG NL. Industrial application of new titanium-based polyestercatalyst[J]. Synthetic Fiber in China，2011，40（7）：52-53.

[10］蕭斌，王麗蘋(píng)，楊先貴，等．聚酯催化劑的研究進(jìn)展[J]．化學(xué)試劑，2010，32（3）：223-226.XIAO B， WANG L P， YANG X G，et al. Development of researchon polyester catalyst[J]. Chemical Reagents，2010，32（3） ： 223-226.

[11] BAEK Y W， LEE WM， JEONG S W， et al. Ecological effects ofsoil antimony on the crop plant growth and earthworm activity[J].Environmental Earth Sciences，2014，71（2）：895-900.

Abstract： The polyester（PET） fiber has experienced exceptional growth due to its superior heat resistance，light resistance，chemical stability，dimensionalstability，andtheease of availability of productionrawmaterials， making it a leader among synthetic fibers.However，the polyester fiber is hydrophobic with poor air permeability， making it prone to bacteria growth when used in humid and hot conditions.Therefore，it is necessry to give polyester fabric good waterabsorptionand antibacterial properties to improve itswearing comfort.On the other hand，tesynthesis of polyester mostlyusesantimony-based catalysts.Antimony-based catalysts exhibit excelent catalytic performance and have mature catalytic processes，but antimony is a heavy metal that is harmful to the body.In line with the trend of eco-friendly andcomfortable functional development of polyester fibers，some enterprises have successully developed antimony-free ZnO antibacterial polyester fier products using non-antimony catalytic polymerization.

However，the change in catalyst during the synthesis processof antimony-free ZnO antibacterial polyester fiber may lead to alterations inthe fiber's structure.Both the structural changes in the fiber and thecatalyst itself can potentiallyafect the dyeing performance of the polyester fabric.Inadition，during high-temperaturedyeing of antimony-free ZnOantibacterial polyester fabrics，there is an isue of nano-ZnOdissolution，which not onlyleads to thelossof antibacterial function of the fiber fabricbut also afects the dyeing uniformity，makingthe dyeing process more challenging. Inorder to obtain good dyeing properties for antimony-free ZnO antibacterial polyester fabrics， this study took such fabrics as the research object and employed SEM，XRD，DSC，TG，and other testing methods to examine the microstructure and thermal properties of the fibers.Based on these analyses，high-temperature and high-presure dyeing process was adopted to investigate the impact of dyeing factors such as dyeing temperature， holding time， and dyeing pH on the dye uptake rate and K/S value of the fiber. The dyeing process conditions were optimized，and the K/S value and color fastness of the dyed fabric were determined and compared with those of ZnO antibacterial polyester fabrics.Furthermore，the antibacterial propertiesof antimony-free ZnO antibacterial polyester fiber before and after dyeing was measured to assess the impact of the dyeing process on their antibacterial properties.

The results showed that the antimony-free ZnO antibacterial polyester fiber was a cross-shaped fiber.Compared with ZnO antibacterial polyester fibers，the antimony-free ZnO antibacterial polyester fibers exhibited a lower glass transition temperature of 67.6^°C and a lower crystallinity of 23.43% . The optimum dyeing process conditions for antimony-free Z_nO antibacterial polyester fiber fabric were as follows： dyeing temperature of 130‰ ，dyeing holding time of 6O minutes， and dyeing pH of 5. When the amount of dye was 1%（o.w.f） ， the dye uptake rate reached （20號(hào) 86% ，and the K/S value was up to 12. The dyed fabric exhibited a washing fastness of grade 4 and rubbing fastness of grade 5. Compared with znO antibacterial polyester fibers， antimony-free ZnO antibacterial polyester fibers demonstrated a higher dye uptake rate and K/S value. Additionally， the dyeing process had a minor impact on the antibacterial properties of the antimony-free ZnO antibacterial polyester fabrics.

Keywords ： antimony-free ZnO antibacterial polyester fabric; fiber structure; process optimization; dyeing; colo1 fastness