CN103422366A - 一种涤纶纤维的晶变改性方法 - Google Patents

一种涤纶纤维的晶变改性方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103422366A
CN103422366A CN2013103181023A CN201310318102A CN103422366A CN 103422366 A CN103422366 A CN 103422366A CN 2013103181023 A CN2013103181023 A CN 2013103181023A CN 201310318102 A CN201310318102 A CN 201310318102A CN 103422366 A CN103422366 A CN 103422366A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
polyster fibre
becomes
modifying
crystalline substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013103181023A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103422366B (zh
Inventor
孙以泽
孟婥
孙菁菁
赵博翀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI MENGJIN PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Donghua University
Original Assignee
SHANGHAI MENGJIN PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Donghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI MENGJIN PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd, Donghua University filed Critical SHANGHAI MENGJIN PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201310318102.3A priority Critical patent/CN103422366B/zh
Publication of CN103422366A publication Critical patent/CN103422366A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103422366B publication Critical patent/CN103422366B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

本发明涉及一种涤纶纤维的晶变改性方法,是将涤纶纤维置于密闭容器中,充入改性介质,升压至改性压力,然后瞬间释放压力,去除改性介质,即获得晶变改性涤纶纤维。本发明采用以上技术方案的优点如下:1、通过改变晶格形状和渗入功能性介质来达到改性目的,改性后的纤维克服其原有缺陷,孔隙增大。2、采用瞬间释放压力的方法,大幅提高了介质扩散系数,从而大幅提高了上染率和色牢度等性能。

Description

一种涤纶纤维的晶变改性方法
技术领域
本发明涉及一种涤纶纤维的晶变改性方法,具体地说是一种通过将改性介质增压到改性压力并保压一段时间后瞬间释放压力的涤纶纤维晶变改性方法。
背景技术
涤纶产量居所有化学纤维之首。它具有断裂强度高、回弹性适中,热定形性能优异、耐热性高等优点,但其染色性差、吸湿性差、易燃烧、织物易起球等缺点制约着涤纶的应用。
为了改变上述现状,已有很多种改性方法,如物理改性方法、化学改性方法和生物改性方法。物理改性方法主要包括放电技术改性、高压蒸汽闪爆改性、超声空化及微波辐照改性、液氨加工改性等。化学改性方法主要包括纤维素酯类改性、纤维素醚类改性、纤维素接枝改性和纤维素交联改性等。生物改性方法主要利用生物酶对纤维进行脱胶、抛光等处理。上述改性方法大多针对天然纤维改性,多数方法由于成本、环境污染、技术可行性可靠性等原因尚停留在实验室阶段。
现在国内外针对涤纶纤维等合成纤维染色难的问题,主要采用的方法有:(1)与分子体积庞大的化合物共聚;(2)与具有可塑化效应的化合物混合纺丝;(3)导入和分散性染料亲和性好的基团,如醚键等。目前,共聚方法改性在工业中应用比较广。采用该方法制得的涤纶纤维熔点低,结晶度低,但由于纤维的热性能和机械性能受到了很大程度的损害,此方法在某些领域的应用也受到了制约。
发明内容
本发明的目的是提供一种涤纶纤维的晶变改性方法,具体地说是一种通过将改性介质增压到改性压力并保压一段时间后瞬间释放压力的涤纶纤维晶变改性方法。
本发明的一种涤纶纤维的晶变改性方法,将涤纶纤维置于密闭容器中,充入改性介质,升压至改性压力,然后瞬间释放压力,去除改性介质,即获得晶变改性涤纶纤维。其原理是:将涤纶纤维置于密闭容器中,该密闭容器可以在高压下动密封和负压下动密封,并且零泄漏。通过压力平衡充液和非平衡调速充液,可调节充入密闭容器中改性介质的流量、时间和温度,从而调控改性的压力、两相界面及上述参数的变化速率,进而调控液态介质的渗透率、渗透速率及蒸发速率等工作参数;同时调节改性压力的保压时间;上述工艺可使改性介质的扩散系数提高,改性介质较好的渗透到纤维组织中,加剧纤维素大分子链段运动,使纤维素分子间发生溶胀作用,改变了纤维的微观结构,如孔隙变圆变大,以致相对分子质量较大的染料能进入纤维内部,从而提高了合成纤维的上染率和色牢度。最后采用加热和抽真空并行的蒸发方法去除涤纶纤维中的改性介质即完成了所述的晶变改性方法。针对不同组成成分的合成纤维,调节上述的相关参数,即可实现所述的晶变改性。采用所述的晶变改性方法,可使晶变改性涤纶纤维的微观晶格与所述涤纶纤维的微观晶格相比,孔隙变圆,且增大4%~5%;所述晶变改性涤纶纤维与所述涤纶纤维相比,上染率提高52%~63%,色牢度34%~40%。
作为优选的技术方案:
如上所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,所述涤纶纤维的长度为25~150mm,细度为0.17~1.2tex。
如上所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,改性介质为液氨或二氧化碳。改性介质需具备如下三点特征:1)具有优良的扩散性;2)能使合成纤维的晶格形状发生改变,提高纤维的溶胀性能;3)易于相变蒸发与回收。液氨具有分子量小、粘性小、表面张力小、易于相变等特殊的物理性质,这些性质使其具有优良的扩散性;氨分子渗入合成纤维中,可使纤维孔隙增大,产生较好的膨化效果。在温度高于临界温度(Tc=31.26℃),压力高于临界压力(P0=7.39MPa)的状态下,二氧化碳既具有气体的低黏度和高扩散系数,又具有液体的高密度,因而有很好的传质、传热和渗透性能;其良好的渗透性能使之能迅速的渗透进纤维素中,使纤维素的孔隙增大;用超临界二氧化碳作为介质可将可溶解的相对分子质量大的染料分子转移到纤维上,对纤维进行染色。同时,液氨和二氧化碳均易于相变蒸发与回收。
如上所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,对于涤纶纤维,要获得良好改性效果,改性压力应大于等于10MPa,改性压力会达到12MPa,因此所述改性压力P应为10~12MPa。要达到很好的溶胀效果,应要求压力瞬间降到改性压力的1%以下。
如上所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,所述压力为绝对压力。
如上所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,,要获得优良的溶胀效果,要求压力从改性压力降到改性压力的1%的时间小于等于5.0秒即可,在3秒~5秒为宜,因此所述释放压力的瞬间为3秒~5秒,对应的所述释放压力的降压速率为4MPa/s~22MPa/s。
如上所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,为获得改性介质良好的扩散性及最佳改性效果,且改性过程能量消耗最小,需要调控充液过程中氨液的流量、时间和温度,达到调控压力的目的,进而调控介质渗透率、渗透速率、蒸发率、蒸发速率和相变过程。而升压过程是最重要的影响因素之一,对不同的纤维需采用不同的升压过程,大量试验表明:涤纶纤维适合用线性升压,升压速率k满足关系式其中t为升压时间,k0为初始升压速率;对于涤纶纤维,初始升压速率k0不小于0.5MPa/min,会达到1.5MPa/min,因此所述初始升压速率k0在0.5MPa/min~1.5MPa/min范围内。
如上所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,在改性过程中,升压后保压一段时间是为了使改性介质能更充分的渗透到纤维组织结构中,更好的使发生纤维素溶胀作用。这一过程对所有纤维的晶变改性都是必要的。对涤纶纤维,升压后保压时间需大于5min,可达15min,因此所述升压后保压时间为5~15min。
如上所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,去除改性介质是必不可少的工艺过程,该过程并不影响纤维的晶格结构,但如何高效率、低能耗、无污染、零排放的完成该过程是实现大规模工业化生产的关键因素,这将直接影响晶变改性方法的生命力,关于如何高效率、低能耗、无污染、零排放的完成该过程将再另案撰写系列专利表述。本案中所述去除改性介质为采用加热和抽真空并行的蒸发方法去除涤纶纤维中的改性介质。
有益效果:
本发明采用以上技术方案的优点如下:
1、通过改变晶格形状和渗入功能性介质来达到改性目的的,改性后的纤维克服其原有缺陷,孔隙增大。
2、采用瞬间释放压力的方法,大幅提高了介质扩散系数,从而大幅提高了上染率和色牢度等性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种涤纶纤维的晶变改性方法,将长度为25mm、细度为0.17tex的涤纶纤维置于密闭容器中,充入液氨,按线性升压方式升压,升压速率k满足关系式
Figure BDA00003572071100031
初始升压速率k0为0.5MPa/min,升压至改性压力10Mpa,保压5min,然后在5秒内以4MPa/s的降压速率瞬间释放至0.001Mpa。然后采用加热与真空泵抽真空并行的蒸发方法去除改性介质,直至密闭容器中压力降为133Pa,此时即获得晶变改性涤纶纤维。所述晶变改性涤纶纤维的微观晶格与所述涤纶纤维的微观晶格相比,孔隙增大4%;所述晶变改性涤纶纤维与所述涤纶纤维相比,上染率提高52%,色牢度提高34%。
实施例2
一种涤纶纤维的晶变改性方法,将长度为38mm、细度为0.3tex的涤纶纤维置于密闭容器中,充入液氨,按线性升压方式升压,升压速率k满足关系式
Figure BDA00003572071100041
初始升压速率k0为0.8MPa/min,升压至改性压力11Mpa,保压8min,然后在4秒内以10MPa/s的降压速率瞬间释放至0.0011Mpa。然后采用加热与真空泵抽真空并行的蒸发方法去除改性介质,直至密闭容器中压力降为133Pa,此时即获得晶变改性涤纶纤维。所述晶变改性涤纶纤维的微观晶格与所述涤纶纤维的微观晶格相比,孔隙增大4.5%;所述晶变改性涤纶纤维与所述涤纶纤维相比,上染率提高56%,色牢度提高36%。
实施例3
一种涤纶纤维的晶变改性方法,将长度为45mm、细度为0.35tex的涤纶纤维置于密闭容器中,充入液氨,按线性升压方式升压,升压速率k满足关系式
Figure BDA00003572071100042
初始升压速率k0为1MPa/min,升压至改性压力10Mpa,保压10min,然后在3秒内以20MPa/s的降压速率瞬间释放至0.001Mpa。然后采用加热与真空泵抽真空并行的蒸发方法去除改性介质,直至密闭容器中压力降为133Pa,此时即获得晶变改性涤纶纤维。所述晶变改性涤纶纤维的微观晶格与所述涤纶纤维的微观晶格相比,孔隙增大4.5%;所述晶变改性涤纶纤维与所述涤纶纤维相比,上染率提高55%,色牢度提高34%。
实施例4
一种涤纶纤维的晶变改性方法,将长度为150mm、细度为1.2tex的涤纶纤维置于密闭容器中,充入二氧化碳,按线性升压方式升压,升压速率k满足关系式
Figure BDA00003572071100043
初始升压速率k0为1.5MPa/min,升压至改性压力12Mpa,保压5min,然后在3秒内以22MPa/s的降压速率瞬间释放至0.0012Mpa。然后采用加热与真空泵抽真空并行的蒸发方法去除改性介质,直至密闭容器中压力降为133Pa,此时即获得晶变改性涤纶纤维。所述晶变改性涤纶纤维的微观晶格与所述涤纶纤维的微观晶格相比,孔隙增大5%;所述晶变改性涤纶纤维与所述涤纶纤维相比,上染率提高63%,色牢度提高40%。

Claims (10)

1.一种涤纶纤维的晶变改性方法,其特征是:将涤纶纤维置于密闭容器中,充入改性介质,升压至改性压力,然后瞬间释放压力,去除改性介质,即获得晶变改性涤纶纤维。
2.根据权利要求1所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,其特征在于,所述涤纶纤维的长度为25~150mm,细度为0.17~1.2tex。
3.根据权利要求1所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,其特征在于,所述晶变改性涤纶纤维的微观晶格与所述涤纶纤维的微观晶格相比,孔隙变圆,且增大4%~5%;所述晶变改性涤纶纤维与所述涤纶纤维相比,上染率提高52%~63%,色牢度提高34%~40%。
4.根据权利要求1所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,其特征在于,所述改性介质为液氨或二氧化碳。
5.根据权利要求1所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,其特征在于,所述改性压力P为10~12MPa,所述瞬间释放压力是指压力瞬间降到所述改性压力的1%以下。
6.根据权利要求5所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,其特征在于,所述压力为绝对压力。
7.根据权利要求1或5所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,其特征在于,所述瞬间是指3秒~5秒,所述释放压力的降压速率为4MPa/s~22MPa/s。
8.根据权利要求1所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,其特征在于,所述升压为线性升压,升压速率k满足关系式
Figure FDA00003572071000011
其中t为升压时间,k0为初始升压速率;k0在0.5MPa/min~1.5MPa/min范围内。
9.根据权利要求1所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,其特征在于,升压后保持5min~15min。
10.根据权利要求1所述的一种涤纶纤维的晶变改性方法,其特征在于,所述去除改性介质为采用加热抽真空并行的蒸发方法去除涤纶纤维中的改性介质。
CN201310318102.3A 2013-07-26 2013-07-26 一种涤纶纤维的晶变改性方法 Expired - Fee Related CN103422366B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310318102.3A CN103422366B (zh) 2013-07-26 2013-07-26 一种涤纶纤维的晶变改性方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310318102.3A CN103422366B (zh) 2013-07-26 2013-07-26 一种涤纶纤维的晶变改性方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103422366A true CN103422366A (zh) 2013-12-04
CN103422366B CN103422366B (zh) 2015-11-18

Family

ID=49647722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310318102.3A Expired - Fee Related CN103422366B (zh) 2013-07-26 2013-07-26 一种涤纶纤维的晶变改性方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103422366B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111676627A (zh) * 2020-05-27 2020-09-18 苏州大学 一种超临界二氧化碳流体闪爆机
CN111676626A (zh) * 2020-05-27 2020-09-18 舟山欣欣化纤有限公司 一种人造纤维及其制品的超临界co2流体闪爆处理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101413213A (zh) * 2007-10-19 2009-04-22 上海业安纺织科技有限责任公司 棉麻纤维及纱线的液氨改性方法
CN102839508A (zh) * 2012-09-06 2012-12-26 东华大学 基于晶变改性亚麻纱线的高档亚麻织物织造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101413213A (zh) * 2007-10-19 2009-04-22 上海业安纺织科技有限责任公司 棉麻纤维及纱线的液氨改性方法
CN102839508A (zh) * 2012-09-06 2012-12-26 东华大学 基于晶变改性亚麻纱线的高档亚麻织物织造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴君南: "闪爆处理对大麻纤维结构与性能的影响", 《纺织学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111676627A (zh) * 2020-05-27 2020-09-18 苏州大学 一种超临界二氧化碳流体闪爆机
CN111676626A (zh) * 2020-05-27 2020-09-18 舟山欣欣化纤有限公司 一种人造纤维及其制品的超临界co2流体闪爆处理方法
CN111676627B (zh) * 2020-05-27 2023-11-10 苏州大学 一种超临界二氧化碳流体闪爆机

Also Published As

Publication number Publication date
CN103422366B (zh) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103422365B (zh) 一种合成纤维材料晶变改性方法
CN103422366B (zh) 一种涤纶纤维的晶变改性方法
CN103422367B (zh) 一种腈纶纤维的晶变改性方法
CN103437219B (zh) 一种涤纶纱线的晶变改性方法
CN103422364B (zh) 一种铜氨纤维的晶变改性方法
CN103437220B (zh) 一种丙纶纤维的晶变改性方法
CN103437096B (zh) 一种棉纤维的晶变改性方法
CN103437097B (zh) 一种苎麻纤维的晶变改性方法
CN103437155B (zh) 一种丙纶织物的晶变改性方法
CN103422282A (zh) 一种亚麻织物的晶变改性方法
CN103437149B (zh) 一种晶变改性方法
CN103422271B (zh) 一种黄麻纤维的晶变改性方法
CN103437152B (zh) 一种槿麻纤维的晶变改性方法
CN103437151B (zh) 一种苎麻纤维的复合晶变改性方法
CN103437148B (zh) 一种粘胶纱线的晶变改性方法
CN103437098B (zh) 一种粘胶纤维的晶变改性方法
CN103437095B (zh) 一种亚麻纤维的晶变改性方法
CN103422278A (zh) 一种棉纱线的晶变改性方法
CN103422279A (zh) 一种亚麻纱线的晶变改性方法
CN103422283A (zh) 一种棉织物的晶变改性方法
CN103437099B (zh) 一种苎麻/粘胶混纺纱线的晶变改性方法
CN103437156B (zh) 一种棉/亚麻/粘胶混纺纱线的晶变改性方法
CN103422280B (zh) 一种棉/亚麻混纺纱线的晶变改性方法
CN103422274B (zh) 一种棉纤维的复合晶变改性方法
CN103422286A (zh) 一种棉/苎麻混纺织物的复合晶变改性方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151118

Termination date: 20180726

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee