CN102644196A - 一种改善聚酯纤维及其织物亲水性的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改善聚酯纤维及其织物亲水性的加工方法，它通过将聚酯纤维或织物进行电子束辐照，然后将辐照过的聚酯纤维或织物在含有亲水性基团的单体溶液中浸轧，将浸轧过的聚酯纤维或织物进行电子束辐照接枝反应，得到接枝后的纤维或织物，再将接枝后的纤维或织物用氢氧化铝或氢氧化镁溶液中洗涤，然后水洗、烘干，最后得到亲水性聚酯纤维或织物。本发明由于采用多次电子束辐照对聚酯纤维或织物进行表面接枝改性的方法，解决了化学接枝的技术瓶颈，可实现常温下接枝均匀可控，方法简单，能够工业化实施。本发明可应用于各种化学纤维的表面接枝改性。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺织材料技术领域，具体地说是涉及聚酯纤维或聚酯纤维织物亲水性改善加工的方法。
背景技术
聚酯纤维是目前世界上产量最大的化学纤维，具有优良的综合性能，如：断裂强度和弹性模量高，回弹性适中，热定形性好，耐热和耐光性好，抗有机溶剂、氧化剂以及耐腐蚀性好，对弱酸、碱等稳定，等等。由于以上种种优点，在纺织及其他工、农业领域具有广泛的应用。但是，聚酯分子结构对称，结晶度较高，结构中又没有高极性基团，因此亲水性较差，回潮率只有0.4%，这就在很大程度上限制了它的服用舒适性、可染性等，从而造成其在某些方面的应用受到限制。
在聚酯分子中引入亲水性基团已成为人们改善聚酯亲水性能和抗静电性研究的热点，目前主要方法有共混法、表面处理法和接枝共聚法等。共混法是将纺丝液与含亲水性基团组分共混，用以改善聚酯亲水性能和抗静电性能。表面处理法是采用含亲水性基团的试剂处理聚酯，改善其亲水性能和抗静电性能，主要有两种方法：(1)采用水溶性高分子化合物与三聚氰胺衍生物的混合物处理，在聚酯表面形成耐久性薄膜；(2)采用碱溶液使聚酯水解，在表面产生羰基等亲水性基团。利用接枝共聚法改善聚酯亲水性能和抗静电性能的研究开展较早，有化学引发剂引发和辐照引发两类方法：(1)化学引发剂引发接枝，为使单体快速有效地扩散到聚酯内部，接枝前需用乙酸等试剂溶胀聚酯，接枝单体一般是含有羰基、羟基、酰胺基、氨基、羧基等亲水性基团的化合物，常用引发剂有偶氮二异丁腈等；（2)辐照引发接枝，通过紫外线、等离子体辐照引发接枝单体改善聚酯的亲水性能和抗静电性能。
在改善聚酯亲水性能和抗静电性能的方法中，通过改变纤维形态结构的方法，改性效果较差，且对纤维的力学性能影响大；共混方法中由于粒子分散问题，难以实现纺丝、拉伸、热定型等工艺；常规表面亲水性能和抗静电性整理存在不耐洗涤的缺点；接枝改性方法中所采用的某些单体、引发剂和溶剂具有毒性，不符合环保要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高聚酯纤维或织物回潮率的加工方法，通过该方法能改善聚酯纤维或织物的亲水性能，且经济环保、易于工业化实施。
为了解决上述技术问题，本发明包括以下步骤：首先将聚酯纤维或织物进行电子束辐照；然后将辐照过的聚酯纤维或织物在亲水性基团的单体溶液中浸轧，再将浸轧过的聚酯纤维或织物进行电子束辐照接枝反应，得到接枝后的纤维或织物；将接枝后的纤维或织物在氢氧化铝或氢氧化镁溶液中洗涤，然后水洗、烘干，得到亲水性聚酯纤维或织物。
本发明的一种优选实施方式，首先将聚酯纤维或织物在辐照剂量为30-100KGy的条件下进行电子束辐照；然后将辐照过的聚酯纤维或织物在溶液体积浓度为10-60%含有亲水性基团的单体溶液中浸轧，纤维或织物的带液量为20-100%；再将浸轧过的聚酯纤维或织物在30-100KGy的条件下进行电子束辐照接枝反应1-3次，得到接枝后的纤维或织物；最后将接枝后的纤维或织物用5-30%浓度的氢氧化铝或氢氧化镁溶液中洗涤，然后水洗、烘干，得到亲水性聚酯纤维或织物。
本发明中电子束辐照是在氮气保护下进行，电子束能量为0.3-5MeV。
本发明中所述的单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、二甲基膦酰基甲基丙烯酸、N-二甲基膦酰基甲基丙烯酰胺等中的一种或一种以上的混合液。
本发明中所述的单体溶液中还包括阻聚剂、助剂等成分；阻聚剂一般为硫酸铁或硫酸铜、硝基化合物、胶类或注胶类阻聚剂，加入量为单体重量的0.05%-5%，根据需要辐射接枝溶液体系中还会添加少量的渗透剂。
本发明中所述的纤聚酯维或织物经过辐射接枝后，接枝率为5-50%，优选10-30%。
本发明由于采用多次电子束辐照对聚酯纤维或织物进行表面接枝改性的方法，解决了化学接枝的技术瓶颈，可实现常温下接枝均匀可控，方法简单，容易实现工业化大规模生产。本发明还由于采用电子束辐照，能量可控，接枝均匀可控，方法简单，改性效果好、耐洗涤，对纤维和织物的力学性能影响小的缺点，工业生产符合环保要求。因而经本发明加工方法制备的聚酯纤维或聚酯纤维织物，其亲水性明显改善，回潮率在3%以上，提高了吸湿、导湿性能，且具有耐久性，用于服装面料时服用舒适性提高。本发明可应用于各种化学纤维的表面接枝改性。
具体实施方式
实施例1
将聚酯纤维放入氮气保护的辐照室辐照，使辐照剂量达到50KGy；将辐照过的聚酯纤维浸入30%的丙烯酸溶液中，然后经过挤压辊，使带液量为40%，本发明中所述的聚酯纤维或聚酯纤维织物的带液量是指带有浸入溶液的聚酯纤维或聚酯纤维织物总重量减去其干重后与干重的比。将浸轧过的聚酯纤维在100KGy的条件下进行电子束辐照接枝反应2次，接枝率为15%；将接枝后的纤维用8g/l（克/升）浓度的氢氧化铝溶液洗涤，然后水洗、烘干，所得纤维回潮率为3.2%。其水洗和烘干是一常规的洗涤干燥过程，无需特定要求。
实施例2
将聚酯纤维放入氮气保护的辐照室辐照，使辐照剂量达到50KGy；将辐照过的聚酯纤维浸入50%的丙烯酸溶液中，然后经过挤压辊，使带液量为30%；将浸轧过的聚酯纤维在100KGy的条件下进行电子束辐照接枝反应2次，接枝率为21%；将接枝后的纤维用10g/l的氢氧化铝溶液洗涤，然后水洗、烘干，所得纤维回潮率为4.1%。
实施例3
将聚酯纤维放入氮气保护的辐照室辐照，使辐照剂量达到80KGy；将辐照过的聚酯纤维浸入50%的丙烯酸溶液中，然后经过挤压辊挤压，使带液量为50%；将浸轧过的聚酯纤维在100KGy的条件下进行电子束辐照接枝反应2次，接枝率为26%；将接枝后的纤维用20g/l浓度的氢氧化镁溶液洗涤，然后水洗、烘干，所得纤维回潮率为4.8%。
实施例4
将聚酯纤维放入氮气保护的辐照室辐照，使辐照剂量达到30KGy；将辐照过的聚酯纤维浸入20%的丙烯酸溶液中，然后经过挤压辊，使带液量为60%；将浸轧过的聚酯纤维在100KGy的条件下进行电子束辐照接枝反应3次，接枝率为15%；将接枝后的纤维用15g/l浓度的氢氧化镁溶液洗涤，然后水洗、烘干，所得纤维回潮率为3.4%。
实施例5
将聚酯纤维放入氮气保护的辐照室辐照，使辐照剂量达到100KGy；将辐照过的聚酯纤维浸入30%的丙烯酸溶液中，然后经过挤压辊，使带液量为50%；将浸轧过的聚酯纤维在100KGy的条件下进行电子束辐照接枝反应1次，接枝率为19%；将接枝后的纤维用10g/l浓度的氢氧化镁溶液洗涤，然后水洗、烘干，所得纤维回潮率为4.2%。
实施例6
将聚酯纤维放入氮气保护的辐照室辐照，使辐照剂量达到60KGy；将辐照过的聚酯纤维浸入20%的丙烯酸溶液中，然后经过挤压辊，使带液量为50%；将浸轧过的聚酯纤维在100KGy的条件下进行电子束辐照接枝反应2次，接枝率为22%；将接枝后的纤维用15g/l浓度的氢氧化铝溶液洗涤，然后水洗、烘干，所得纤维回潮率为4.6%。
实施例7
将聚酯织物放入氮气保护的辐照室辐照，使辐照剂量达到100KGy；将辐照过的聚酯织物浸入40%的丙烯酸溶液中，然后经过挤压辊，使带液量为30%；将浸轧过的聚酯织物在100KGy的条件下进行电子束辐照接枝反应2次，接枝率为20%；将接枝后的织物用15g/l浓度的氢氧化镁溶液洗涤，然后水洗、烘干，所得织物回潮率为4.4%。
实施例8
将聚酯织物放入氮气保护的辐照室辐照，使辐照剂量达到60KGy；将辐照过的聚酯织物浸入20%的丙烯酸溶液中，然后经过挤压辊，使带液量为50%；将浸轧过的聚酯织物在60KGy的条件下进行电子束辐照接枝反应3次，接枝率为16%；将接枝后的织物用10g/l浓度的氢氧化铝溶液洗涤，然后水洗、烘干，所得织物回潮率为3.8%。
上述各实施例仅是本发明的优选实施方式，其单体溶液不限于丙烯酸，还可以是甲基丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、二甲基膦酰基甲基丙烯酸、N-二甲基膦酰基甲基丙烯酰胺等中的一种或是一种以上的混合液。在单体溶液中还包括阻聚剂、助剂等成分；阻聚剂为硫酸铁或硫酸铜、硝基化合物、胶类或注胶类阻聚剂，加入量为单体溶液重量的0.05%-5%，根据需要辐射接枝溶液体系中还会添加少量的渗透剂。 在本技术领域内，凡是基于本发明技术方案上的变化和改进，不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (8)
1.一种改善聚酯纤维及其织物亲水性的加工方法，其特征在于所述加工方法包括以下步骤：首先将聚酯纤维或聚酯纤维织物进行电子束辐照；然后将经辐照过的聚酯纤维或聚酯纤维织物在含有亲水性基团的单体溶液中浸轧，再将浸轧过的聚酯纤维或聚酯纤维织物进行电子束辐照接枝反应，得到接枝后的聚酯纤维或聚酯纤维织物；再将接枝后的聚酯纤维或聚酯纤维织物用氢氧化铝或氢氧化镁溶液进行洗涤，然后水洗、烘干，得到亲水性聚酯纤维或聚酯纤维织物。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：首先将聚酯纤维或聚酯纤维织物在辐照剂量为30-100KGy的条件下进行电子束辐照；然后将辐照过的聚酯纤维或聚酯纤维织物在溶液体积浓度为10-60%含有不饱和键和活性基团的单体溶液中浸轧，聚酯纤维或聚酯纤维织物的带液量为20-100%；再将浸轧过的聚酯纤维或织物在30-100KGy的条件下进行电子束辐照接枝反应1-3次，得到接枝后的聚酯纤维或聚酯纤维织物；最后将接枝后的聚酯纤维或聚酯纤维织物用5-30g/l浓度的氢氧化铝或氢氧化镁溶液中洗涤，然后水洗、烘干，得到亲水性聚酯纤维或聚酯纤维织物。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的纤聚酯维或织物经过辐射接枝后接枝率为5-50%。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的纤聚酯维或织物经过辐射接枝后接枝率为10-30%。
5. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的电子束辐照是在氮气保护下进行，电子束能量为0.3-5MeV。
6. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的单体溶液为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、二甲基膦酰基甲基丙烯酸、N-二甲基膦酰基甲基丙烯酰胺等中的一种或一种以上的混合液。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的单体溶液中还包括阻聚剂、助剂等成分。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述阻聚剂为硫酸铁或硫酸铜、硝基化合物、胶类或注胶类阻聚剂，加入量为单体溶液重量的0.05%-5%，根据需要辐射接枝溶液体系中还会添加少量的渗透剂。
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