纺织行业面临着日益严重的可持续性危机，主要问题包括大量水资源消耗、有害化学物质的排放以及对不可再生石油基合成材料（如聚酯）的依赖[1]、[2]。在这种紧迫的挑战下，聚乳酸（PLA）纤维作为一种重要的生物基和可生物降解的替代品应运而生，为绿色纺织的发展开辟了新的途径[3]、[4]、[5]。PLA源自可再生资源（如玉米淀粉），具有优异的机械性能，并且在生产过程中对环境的影响显著较低[6]、[7]。然而，PLA纺织品的广泛应用受到一个根本性障碍的严重阻碍：缺乏高效且环保的染色工艺[8]、[9]。传统的PLA水溶性染色方法往往需要高温（可能导致纤维损坏）和有害的化学助剂（带来环境负担），这削弱了其固有的可持续性优势[10]、[11]。因此，迫切需要开发专门针对PLA织物的新型环保着色技术。
PLA染色的主要技术挑战源于其独特的物理化学性质[12]。其天然的疏水性严重限制了水在纤维基质中的渗透和染料的扩散。此外，PLA的玻璃化转变温度（Tg约为60-70°C）相对较低[13]，这使得在接近或超过100°C的染色温度下使用常规方法（如疏水性聚酯常用的方法）存在不可逆的热变形、收缩甚至部分熔化的风险，从而影响织物的完整性和尺寸稳定性[14]。因此，传统的PLA水溶性分散染色需要在较低温度（<100°C）下操作，这会导致染料吸收不足（K/S值低）和洗涤牢度差；或者需要引入化学促进剂（通常称为载体）[15]、[16]。无论是否使用载体，水溶性染色本身都会消耗大量水资源，并产生含有染料、盐、分散剂和残留载体的废水，给环境治理带来严重挑战[17]、[18]。深共晶溶剂（DES）作为一种绿色染色介质，能够避免PLA的水解，尤其是与合适的染料结合使用时。然而，其更广泛的工业应用受到两个关键限制：某些疏水性染料的溶解度有限，影响了可实现的颜色深度；以及相对较高的成本，阻碍了大规模应用[19]、[20]、[21]。同样，超临界CO2染色是一种出色的无水替代方法，与特定的疏水性染料和纤维具有良好的相容性。然而，其广泛应用受到经济性和可扩展性的限制，主要源于高昂的资本投入和运营成本。因此，开发一种温和、可扩展且环保的PLA染色技术，以最小化环境影响，仍然是纺织染色行业亟待解决的问题。
鉴于PLA纺织品染色的可持续性挑战，使用十甲基环戊硅氧烷（D5）作为非水介质进行染色已成为一种非常有前景的绿色解决方案[22]。D5具有出色的性能特点，非常适合这一应用。具体而言，其天然的化学惰性确保了其与纺织纤维（如PLA、氨纶）和活性/分散染料的良好相容性，避免了染色过程中的不良反应（如纤维水解或染料降解）。此外，D5出色的可回收性使得可以实现闭环处理，显著减少了用水量并消除了废水排放，解决了传统水溶性染色系统的核心环境问题[23]。值得注意的是，D5在聚酯（PET）染色中表现出优异的性能，实现了较高的染料吸收率、良好的均匀性，同时显著降低了能耗和环境影响[24]、[25]。考虑到PLA和PET（均为疏水性聚酯）的结构和化学性质，D5已成为一种有吸引力的可持续PLA染色介质，使用该介质染色可以降低热降解的风险[26]。然而，关于D5在PLA染色中的应用仍存在关键的知识空白。尽管从PET的研究中可以推断出初步的可行性，但不同分散染料对PLA在D5中染色行为的影响尚未得到充分研究。
本研究系统地探讨了使用三种结构不同的分散染料（Blue 183:1、Red 177、Yellow 114）在非水介质中对聚乳酸织物的染色效果。评估了三种染色系统：（1）仅使用非水介质；（2）使用环保促进剂的非水介质；（3）传统的水溶性染色（作为基准）。通过K/S值、颜色牢度、尺寸稳定性、浴液pH变化和热重分析（TGA）全面评估了染色性能。吸附动力学模型阐明了促进剂在非水介质中对PLA染色效果的增强机制。所提出的策略为实际应用提供了技术指导，为减少纺织制造业的碳排放提供了可行的途径。
