近年来,随着人们绿色环保和健康生态意识的增强,天然染料以其优异的生态优势重回人们的视野。长期以来,天然染料主要应用于天然纤维的染色,而对其在涤纶等合成纤维的应用研究并不多,更是缺乏植物染料对合成纤维染色机理方面的研究。对此,本文以靛蓝、茜草植物染料和涤纶纤维为研究对象,详细探讨靛蓝、茜草上染涤纶纤维的染色机理并优化染色工艺。首先,鉴于靛蓝植物染料和涤纶纤维的结构特征,采用隐色酸染色法,以实现植物靛蓝对涤纶纤维的染色,进而分析靛蓝隐色酸上染涤纶纤维的染色机理。通过对靛蓝隐色酸上染涤纶纤维的动力学和热力学实验得出:靛蓝隐色酸对涤纶纤维染色过程的上染速率曲线符合准一级模型,吸附等温线最符合弗莱因德利希模型。在110℃¹20℃范围内,染料的平衡吸附量、半染时间和染色亲和力均随着染色温度的升高而增加;染色热为2.7946 kJ·mol^-1,说明靛蓝隐色酸对涤纶纤维的染色过程是吸热反应;染色熵为0.0523 kJ·mol^-1·K^-1。其次,通过单因素和正交实验得到靛蓝隐色酸对涤纶织物的最佳染色工艺为:当靛蓝染料用量为0.8%owf、保险粉用量为2g/L、染液pH值为6、染色温度为135℃、染色时间为20min、柠檬酸钾用量为9g/L。对染后织物各项性能分析可知,靛蓝隐色酸对涤纶纤维染色的织物具有较好的耐摩擦牢度,其干摩擦牢度达到4级,湿摩擦牢度达到3-4级,耐皂洗变色牢度及耐日晒牢度均达到4级,且具有一定的抗紫外性能,UPF值达到87.32。再次,为了研究茜草植物染料的染色特性,本文先对茜草染料固体的热稳定性和染液的热稳定性、pH值稳定性和金属离子稳定性进行了研究,测试分析发现:茜草植物染料粉末和染液在60-135℃范围内能稳定保存3h,热稳定性较好,可以应用于染色温度为135℃以内的染色过程;茜草染液的pH值稳定性和金属离子稳定性不佳,其颜色和溶液状态会随着染液pH值和金属离子种类的变化而变化。最后,在上述研究的基础上,分别以明矾、硫酸亚铁和硫酸铁为媒染剂,探讨预媒法、同媒法和后媒法等三种染色方法对涤纶纤维高温高压染色过程的适用性,研究发现,同媒染色法最佳。设计单因素和正交实验,研究了茜草植物染料对涤纶织物同媒染色时,媒染剂用量、染色温度、染色时间和染液pH值对涤纶织物染色效果的影响规律,结果表明:明矾、硫酸亚铁和硫酸铁用量分别为0.5%、2.5%、0.5%owf,染色温度135℃,染色时间50min,染液pH值为3时可使染色效果最佳。经过三种媒染剂与茜草植物染料同媒染色后的涤纶织物,各项色牢度优良,且日晒牢度达到5级以上、抗紫外线性能UPF值超过93.98。使用茜草植物染料对涤纶纤维进行染色,能够通过调节其染液pH值或使用不同的媒染剂以获得不同颜色的织物,其色彩丰富,各项色牢度及抗紫外性能均较好,但染后织物匀染性方面还需进一步改进。