虽然铜氨纤维并不是新型纤维,但其优良的外观和服用性能,使铜氨纤维制品在各大时装周上大放异彩。从高档西装里布,到优雅的女士套装,再到与各种纤维混纺的高档外套,铜氨纤维从“幕后”一步一步走到“台前”,让世界认识了这种低调但奢华的纤维材料。2011年10月,旭化成公司在中国纺织服装创业品牌园区(简称“时尚谷”)展出了新型纤维材料“宾霸”(铜氨丝)以及宾霸纤维纯纺及混纺织物,从而受到国内纺织服装企业的广泛关注。由于铜氨纤维结构及各项性能未有系统的研究和介绍,因此在铜氨纤维织物进行加工时,特别是染整加工中出现的问题,通常纺织工厂都是根据经验来解决,并没有理论依据给出合理的解释。这一现象说明铜氨纤维的结构和各项性能的系统研究是很有必要的,而且随着铜氨纤维的应用越来越广泛,为了避免铜氨纤维化学湿加工中出现的问题,并且为其染整加工提供比较准确的工艺参数选择范围,本课题对铜氨纤维的结构和性能进行了系统的研究,并探讨其生态化染色工艺。主要研究内容及结论如下：通过扫描电镜、红外光谱、X-衍射、聚合度测定和热重分析等方法分析研究铜氨纤维的形态结构、聚集态结构、分子结构、力学性能和热学性能,并且在此基础上研究了铜氨纤维的耐酸、碱、氧化剂和还原剂等化学性能。研究结果表明：(1)铜氨纤维的截面呈比较规则的圆形,并且表面有均匀的凹槽和纵向条纹；铜氨纤维的结晶度为66.75%,取向度为83.70%,结晶度较高,结构较致密,不易染深色；铜氨纤维的聚合度为452,比麻和棉低很多,但比粘胶高；铜氨纤维的特征基团和粘胶纤维几乎相同。(2)铜氨纤维的热分解始温为292.20℃,比棉更容易热裂解；通过测试铜氨纤维的物理机械性能,得出其断裂强力为2.49cN/dtex,断裂伸长率为8.62%,高于粘胶,但比棉稍低。(3)铜氨纤维的化学稳定性较好,对碱和还原剂具有良好的稳定性,对酸和氧化剂的稳定性较差,当酸浓度为40%、温度为50℃及氧化剂浓度为20%、温度为100℃时,铜氨纤维几乎完全溶解,机械性能完全丧失。在染色工艺探索之前,首先选择并研究了三种天然染料,即叶绿素铜钠盐、栀子黄和姜黄染料的耐日光、耐酸碱、耐温度稳定性,以确保在适当的范围内进行最佳工艺的研究。在染色工艺研究中,首先探索了三种染料的染料用量、染色温度、盐用量和染色时间单因子因素对染色性能的影响,进而通过四因素三水平的正交试验研究最优染色工艺,在最优工艺的条件下进行织物各项色牢度测试。结果显示天然染料染色织物的耐摩擦和汗渍色牢度较好,但耐皂洗色牢度比较差,为了提高织物色牢度并且进一步提高染料的利用率,进行了媒染剂媒染工序探索,采用传统媒染剂明矾和新型媒染剂稀土(氯化镨)进行对比试验,研究新型媒染剂的优势。本文研究了天然染料的最优媒染工艺。首先比较前浴、同浴和后浴媒染的优劣,选出最优媒染方式为后浴媒染。并对媒染剂用量、媒染温度和媒染时间进行单因子和三因素三水平的正交试验,选出三种染料的最佳媒染工艺。研究结果表明：(1)叶绿素铜钠盐的最优无媒染色工艺为染料用量为6%,温度为90℃,盐用量为30g/L,时间为60min；最佳媒染染色工艺为媒染剂浓度为2%,温度为60℃,时间为40min。(2)栀子黄染料的最优无媒染色工艺为浓度为4%,温度为90℃,盐用量为50g/L,时间为60min,最佳媒染染色工艺为媒染剂浓度为3%,温度为70℃,时间为40min。(3)姜黄染料的最优无媒染色工艺为浓度为8%,温度为90℃,盐用量为40g/L,时间为60min,最佳媒染染色工艺为媒染剂浓度为3%,温度为70℃,时间为30min。通过稀土媒染后,染料的上染率和K/S值均有提高,染料的利用率得到有效的提升。在最优工艺下进行织物的染色,并测试各项色牢度与无媒染色时对比,经过稀土媒染后的织物比无媒染色的织物的耐皂洗色牢度提升1-2个等级。