CN101215782B - 芳香族聚酰胺纤维织物的抗光老化整理方法 - Google Patents

芳香族聚酰胺纤维织物的抗光老化整理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种芳香族聚酰胺纤维织物的抗光老化整理方法。该方法的具体步骤为：将芳香族聚酰胺纤维织物在抗光老化整理液中，在120±2℃的温度条件下处理90±5分钟，结束后，织物用表面活性剂洗净烘干即可；其中所述的芳香族聚酰胺纤维织物与抗光老化整理液的质量比为：100∶20±1；所述的抗光老化整理液是由N，N-二乙基间苯甲酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚和烷基苯聚氧乙烯醚按80±0.5∶15±0.5∶5±0.5的质量比溶解于水中，形成的固含量为20±1％的乳液。该方法可使芳纶织物经紫外老化后的强度保持率达到87％，且该方法对芳纶织物的物理和化学性能没有任何影响，整理后织物的机械性能没有损失。本发明方法的优点是工艺简单，可操作性强，制作方便而且成本低廉。

Description

芳香族聚酰胺纤维织物的抗光老化整理方法
技术领域
本发明涉及一种芳香族聚酰胺纤维织物的抗光老化整理方法。
背景技术
美国杜邦公司最先开始研制的芳香族聚酰胺纤维(间称芳纶纤维)，是一种大分子链由芳香环和酰胺键构成的有机纤维，它具有高强度、高模量、低密度的性能，其强度比碳纤维高，质量比玻璃纤维、碳纤维都轻，热膨胀系数低，抗疲劳性好。因此，被广泛应用于航空航天、国防、汽车工业、防护服、运动器材等方面。然而芳纶材料在紫外线照射下，极易发生光老化降解，导致制品机械性能逐渐下降，产生变脆、龟裂和发黄现象甚至破坏而无法使用。
由于芳纶织物特殊的用途，对现有的芳香族聚酰胺纺织材料进行抗光老化研究是一个十分迫切并具有很强的实用性的课题。日本、德国等发达国家对芳纶的抗紫外老化性能做过很多研究，他们的研究主要集中在纤维的改性方面，即在纺丝的过程中就加入抗老化材料，由此制得抗老化纤维。目前国内很少有对芳纶织物进行抗老化研究的报道。芳纶纤维材料的光氧化降解机理如下：
Figure G2008100323869D00011
太阳光中低于500nm的光量子能量足够能打断聚合物体系中的许多单键，一般认为，太阳光波长在280～350nm间的能量对聚合物的光降解最为有效。在这种波长的日光和紫外线的强烈作用下，高分子材料会引发自动氧化反应。从而引起化学键的破坏，导致聚合物的降解与老化。紫外光照射时的能量首先导致芳香族聚酰胺分子链中的酰胺键的断裂，之后由于氧气的作用，产生更易吸收紫外线的羧酸基，光氧化降解的产物聚集于纤维表面，最终导致纤维的表层断裂。
提高材料抗老化性能的传统方法是添加有机或无机紫外线吸收剂。有机紫外线吸收剂是通过优先吸收机理来实现的：在太阳光紫外区中，抗老化剂对紫外线的吸收能力应该强于聚合物及其所含可以引发光化学反应杂质的吸收能力。利用有机物质具有强烈的，选择性的吸收高能量的紫外线的性能，通过光物理过程和光化学过程将吸收的高能量进行形式上的转换，以热能或无害的低能辐射释放出来消耗掉，以此达到防紫外线的目的。
现在所使用的芳纶纤维织物是一种非常优秀的高性能材料，在不损伤原有材料各项性能的基础上，大幅度提高芳香族聚酰胺纺织材料抗光老化性能。这是一项技术含量相当高的研究工作，在功能性整理过程中稍有不慎，便会破坏材料的原有性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种芳香族聚酰胺纤维织物的抗光老化整理方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种芳香族聚酰胺纤维织物的抗光老化整理方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将芳香族聚酰胺纤维织物在抗光老化整理液中，在118℃～122℃的温度条件下处理85～95分钟，结束后，织物用表面活性剂洗净烘干即可；其中所述的芳香族聚酰胺纤维织物与抗光老化整理液的质量比为：100∶(19～21)；所述的抗光老化整理液是由N，N-二乙基间苯甲酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚和烷基苯聚氧乙烯醚按(79.5～80.5)∶(14.5～15.5)∶(4.5～5.5)的质量比溶解于水中，形成的固含量为19％～21％的乳液。
本发明所使用的抗光老化整理液的主要成分为N，N-二乙基间苯甲酰胺，该化合物对310～330nm波长的紫外线具有极强的吸收作用，从而屏蔽了紫外线对聚合物的辐射作用，致使处理后的织物抗紫外线性能大大增强，耐辐射性能大幅度提高。
与现有技术相比，本发明具有如下显而易见的突出优点和显著进步：
首先；抗紫外整理过程中使用的抗老化试剂对织物的物理、化学性能没有任何影响，整理后织物的机械性能没有任何损失；
第二、抗紫外性能优异；整理后的织物经紫外老化后强度保持率达到87％(比未经抗老化整理的空白织物的抗老化效能提高了一倍)；(测试条件：360W、280～350nm波长的紫外线光源、【紫外线辐照强度为(3.70～3.80)*0.9*10-5W/cm2】，35～40℃温度下连续照射100h)。
第三、整理过程污染小、成本低；使用的化学助剂用量小，可以安全地工业化使用；
第四、使用常规染色设备既可进行生产，不需添置任何特殊的设备，。
具体实施方式
实施例一：取美国杜邦公司芳纶纤维(商品牌号：M100)织物100KG，在常用的高温高压染色机中用0.5g/l的非离子表面活性剂洗净织物表面的油渍(通常称谓前处理)，前处理结束后，在染色溶液中加入20KG的抗老化试剂乳液，缓缓升温至120℃，染色1.5h。染色结束后用0.1g/l的表面活性剂洗净，烘干后就可得到抗老化性能优异的阻燃织物。该织物进行抗老化处理前后的力学性能比较，参见表1。
表1芳香族聚酰胺织物进行抗老化处理前后的力学性能比较
Figure G2008100323869D00031
注：这里的老化条件为：360W、280～350nm波长的紫外线光源、【紫外线辐照强度为(3.70～3.80)*0.9*10-5W/cm2】，35～40℃温度下连续照射100h。

Claims (1)

1.一种芳香族聚酰胺纤维织物的抗光老化整理方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将芳香族聚酰胺纤维织物在抗光老化整理液中，在118℃～122℃的温度条件下处理85～95分钟，结束后，织物用表面活性剂洗净烘干即可；其中所述的芳香族聚酰胺纤维织物与抗光老化整理液的质量比为：100∶(19～21)；所述的抗光老化整理液是由N，N-二乙基间苯甲酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚和烷基苯聚氧乙烯醚按(79.5～80.5)∶(14.5～15.5)∶(4.5～5.5)的质量比溶解于水中，形成的固含量为19％～21％的乳液。
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