化学法聚酯纤维表面改性研究.pdf

纺织学报第二十二卷第四期2 5 7 - | 5 7 】 化学法聚酯纤维表面改性研究 胡智文傅雅琴陈文兴 ( 浙江工程学院，杭州3 1 0 0 3 3 ) 摘要：采用化学法对聚醑纤维进行表面改性研究。测试结果表明：在N a O H 与F C H 共同作用下纤维表面被引入了活性基 团一N 飓( _ _ N 卜) ；测定结果叉表明：改性后纤堆与粤 物的回潮辜、透湿性、柔软性等都有了显著的提高。 关麓词：寨酯纤维活性基团胺表面改性研究 中圈法分类号：T S1 0 25 2 2 采用在聚酯纤维表面包覆丝胶的方法取得良好 的仿真丝改性效果【l J 。但由于聚酯纤维大分子呈化 学惰性，丝胶上的活性基团不能直接与纤维上的基团 键合。为了进一步提高仿真丝纤维的吸湿性，并探索 使丝胶太分子直接与聚酯纤维分子键合的可能性，对 聚酯纤维进行了表面改性研究。 国内外在高聚物的表面改性研究中采用的方法 主要有化学及光化学、表面接枝、辐照、等离子体等 表面改性法 2 - - 5 ，笔者用化学法对聚酯纤维进行表 面改性研究，目的是要改变表面形态和化学组成、增 加表面能。 1 实验部分 1 1 实验材料 普通涤纶长丝、涤纶长丝平纹织物、国产A R 或 C P 级常规化学试剂。 1 2 聚酯纤维、织物的表面改性试验 将试样放人不同浓度的N a O H 、胺和催化剂( 以 下简记F C H ) 溶液中，在9 0 ±2 的温度下，以1 ： 1 0 0 的浴比处理6 0 m i n ，取出洗净、干燥备用。 1 3 测定 1 3 1回潮率测定将试样放人烘箱在1 0 5 1 2 条 件下干燥1 5 h ，取出放入恒温干燥皿中平衡2 4 h ，称 量织物于重，再在t = 2 5 、R = 6 5 的条件下平衡 2 4 h ，称量试样的湿重，计算试样的回潮率。 1 3 2 织物透湿性测定在清洁、干燥、内径为 9 0 c m 的透湿杯内注入已在2 5 平衡2 4 h 的蒸馏水 1 0 m L ，将织物试样覆在透湿杯上并套紧橡皮套、用 凡士林密封，0 5 h 后称重；在t = 2 5 ，R - - - 6 5 的条 件下平衡2 4 h 后再次称重，按下式： w v T = 2 4 ·A m ( 5 ·t ) 计算透湿率。 式中：w v T 为每平方米试样静置2 4 h 的透湿率( g m 2 ·d ) ；A S h 为同一试样组合体两次称量重量差( g ) ； S 为试样测试部分面积( m 2 ) ；t 为试验时间( h ) 。 1 3 3 织物刚柔性测定在L F Y 2 2 型滑块硬挺 度仪上测试织物的弯曲长度和弯曲刚度，并按下式 计算：弯曲长度C = L ( c o s l 2 0 ) - 3 ( 8 t a n 0 ) - 3 ，L 为 织物的滑出长度，当0 = 4 5 。时，C = 0 4 8 7 L ，弯曲刚 度B = 9 8 6 ( 0 4 8 7 L ) 3 ×1 0 一( c N C l T I ) ，G 为织物的 平方米克重( g m 2 ) 。 1 3 4 光电子能谱( 焉) 分析将试样放入E S c A IA B M K 表面分析仪中测定光电子能谱。 1 3 5 付立叶红外( 瓜) 测试在傅立叶红外仪中 测定试样的红外光谱。 1 3 6 扫描电镜观察通过S - 5 7 0 型扫描电镜观 察试样的表面形态。 2 结果与讨论 2 1 纤维的表面形态 通过扫描电镜观察，可以发现未处理的聚酯纤 维表面光滑；改性处理后的纤维由于N a O H 在聚酯 纤维表面发生刻蚀作用而形成无数凹坑( 照片略) 。 聚酯纤维由刚性大分子组成，结构致密、表面光滑、 几乎没有活性基团，若未作任何处理很难将其与其 它物质粘接或键合。处理后的纤维由于表面形态的 改变，为以后进一步实施各种仿真丝改性处理做好 了前期准备。 田1 未处理聚酯纤维X P S 图谱 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 【5 8 】2 5 8 2 0 0 1 年8 月 盈2 处理后聚醣纤维塔图谱 _Im_l OI _ 眭盘( m - t ) 田3 未处理的聚醣纤维m 图谱 2 2 图谱分析 改性前后的聚酯纤维X P S 图谱如图1 、图2 所 示，经N a O H 、F C H 溶液处理后的试样图谱( 图2 ) 较 未处理的聚酯纤维图谱( 图1 ) 在O 、c 原子的波峰之 间增加了一个蜂，根据波峰数据分析判定它为N 原 子在图中留下的波峰，N 与O 相比是一种较弱的电 子受体，却是一个电子给体，因此N 对瓯能级的电 子诱导效应差，C l s 能级的电子位移较小。再分析试 样的I R 谱，反应后的试样图谱( 图4 ) 较未处理的试 样( 图3 ) 在3 4 4 0 c m - 1 附近不但峰的强度有较大的 增加、吸收峰的位置有一定的变化，而且还出现了一 肩峰，查各种基团与吸收峰的相关表可知【6J ，这是 N H 伸缩振动峰V N H 的频率区域，而且比较红外 分析的数据发现，N H 基的氢键伸缩振动及羧基 吸收都发生了一定的变化，说明在反应过程中发生 了聚对苯二甲酸乙二酯的断键，并导致一N H 2 ( 一 N 卜) 的接人。 2 3 透湿性及柔软性分析 试样改性前后的透湿性及柔软性如表1 、表2 所示。N H 2 ( 一N H - 一) 的引入改变了聚酯纤维大 分子的化学组成，由于引入的基团具有较强的亲水 性再加上纤维表面形态的改变，织物的透湿性有了 - J 键教( e d l ) 田处理后聚醇纤维I R 图谱 一定的提高，改性后的织物透湿量提高1 3 ；从表2 可知，改性后织物的弯曲长度和弯曲刚度有了明显 减小，即化学改性后织物的柔软性和悬垂性有了明 显增加，这有助于改善涤纶织物的服用舒适性。 毫1 遗攫性测试结果 襄2 织物的弯曲长度和弯曲刚度 试样未处理织物化学改性织物 2 4 回潮率分析 未处理纤 l 2 维的回潮率只， 有0 4 。图5 是试样在不同；o 8 浓度的N a 0 H 静0 6 溶液中与F C H 凰。 作用后的回潮 率变化曲线。 可以发现：回0 潮率较未改性 51 01 52 02 53 0 8 a 0 H 浓度( ) 处理试样有了 圈5 回潮率变化曲线 大幅度的提高；在同样都有K ：畴在的条件下，试样 的回潮率随着N a O H 浓度的增加而提高。 原试样回潮率的基数较低，引入一N H 2 后的纤 维回潮率有了成倍的提高，并且只要增加N a O H 浓 度、F C H 浓度、作用时间、或作用的温度中的任何一 项或数项，回潮率都将有更显著的提高。 3 结论 1 改性处理后的纤维，由于表面形态的改变，为 ¨ ¨ 轴 m 一卓) | 井省增 - “ 暂 柚 琦 坩 一一v辟麓坩 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 纺织学报第二十二卷第四期2 5 9 【5 9 】 非织造滤布过滤性能研究 魏取福 ( 安徽机电学院纺织系，芜湖，2 4 1 0 0 0 ) 擅要：非织造滤布是由纤维组成的具有网络结构的新型过滤材料，可广搓应用于工农业生产等许多方面，文中分折了丙绝 纺粘法非织造滤布的结构对其过滤性能的影响。 关t 词：非织造布过滤织物测试分析 中圈法分粪号：1 S1 7 65 非织造布技术的发展为滤料的开发开拓了一个 新的发展空间。非织造布独特的纤维网络结构，空 隙小、分布均匀，使得过滤载体相在通过滤材的纤维 曲径时，分散作用加强，载体相中欲分离的粒子有更 多与纤维碰撞或粘附的机会；非织造滤布的纤维呈 三维杂乱结构，能提高过滤效率，也能提高载体相的 流动速度，加速过滤过程。 丙纶纺粘法非织造滤布是用丙纶切片为原料， 经纺粘法J J o T 而形成的。用高聚物挤压一步成网 法、热轧粘合的加工工艺，生产的丙纶纺粘法非织造 滤布除具有孔隙率高、孔径小、孔隙分布均匀等特点 外1 ，还具有一些其它非织造材料没有的特点：( 1 ) 纺粘法非织造滤布强度高、整体性好、均匀度高；( 2 ) 丙纶纺粘法非织造滤布不吸水，不会因吸湿而影响 其过滤性能；( 3 ) 丙纶纺粘法非织造滤布质地轻，化 学性能稳定，耐酸、耐碱、耐有机溶剂。 丙纶纺粘法非织造滤布的显著特点，使它能广 泛应用于生产和生活的许多领域。文中主要分析研 究丙纶纺粘法非织造布作为空气过滤材料的性能及 影响因素。 1 过滤机理及过滤性能的分析 丙纶纺粘法非织造布独特的纤维结构和性能特 点使它成为重要的空气过滤材料。丙纶纺粘法非织 造布过滤材料的过滤机理可分为表面过滤和内部过 滤。表面过滤是指载体中固体分散相在滤料表面堆 积而形成的过滤作用；内部过滤为滤料内部的纤维 对固体颗粒的捕集和粘附。因此丙纶纺粘法非织造 滤布的结构是影响滤布性能的主要内在因素，当然 热轧加工工艺对其性能也会产生影响，笔者主要讨 论丙纶纺粘法非织造滤布的厚度、纤维细度和孔隙 率等因素对空气过滤性能的影响。 裹1 丙纶纺牯法非织造滤布规格( 一) 定量 厚度圩堆旦数 ( g m 2 ) ( m m ) ( d ) 3 50 1 54 5 00 2 14 8 003 44 1 0 004 34 1 5 006 44 注：表中滤布的孔睁串相近。 1 1 厚度的影响 丙纶纺粘法非织造滤布在一定的加工工艺条件 下，厚度随其定量的增加而增大。为了分析丙纶纺 粘法非织造布厚度对其过滤性能的影响，选用了旦 数为4 的不同定量的丙纶纺粘法非织造滤布，具体 参数见表1 。 丙纶纺粘法非织造滤布厚度对其过滤性能的影 响测试结果见图1 。其横坐标为滤布的厚度，纵坐 0 0 O 0 口0 0 0 0 0 0 o o 口口0 o 0 o o o D o 0 以后进一步实施各种仿真丝改性处理做好准备。 2 经X P S 、I R 图谱分析，聚酯纤维在温度为 9 0 的N a O H 、F C H 溶液中进行化学处理后，造成 了纤维表面的部分聚对苯二甲酸乙二酯分子断键， 并导致N H 2 ( N H _ 一) 的接入。 3 表面改性处理后的织物透湿量提高1 3 ，柔 软性有了显著的提高。这有助于改善涤纶织物的服 用舒适性。 4 表面改性处理后试样的吸湿性能有了成倍的 提高。 5 以导人的基团作为结合点，引入其它的活性 基团或类似于丝胶这种亲水性极性极强的大分子， 可较大幅度地改善涤纶仿真丝纤维的吸湿性、柔软 性、染色性和服用舒适性。 参考文献 1 胡智文等：涤纶表面包覆丝胶仿真丝纤维的研究， 纺织学报) ， 2 0 0 1 ，( 1 ) ，3 3 2 cMC h ua n dG L W i l k e s JM a c H r dS c i P h y s ，1 9 7 4 ，v o l 1 0 ，5 5 1 3 M H u d i s ，e t dJP o l y mS e i ，1 9 7 2 ( 1 0 ) ，1 7 9 4 孙家珍等：氟塑料一3 0 辐射交联， 高分子通讯，1 9 8 2 ( 1 ) ，1 9 5 HY a t a ，JP o i y mS c i ，1 9 8 1 ，v 0 1 1 9 1 2 7 8 6 张教良等编： 红外光谱分析与新技术) ，北京：中国医药科技出 版社。1 9 9 3 1 3 0 1 4 1 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark