CN111088688A - 一种纺织加工用化学纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纺织加工用化学纤维及其制备方法,包括纤维基体,纤维基体中有离子通道,所述离子通道中嵌入有金属离子;另外,纤维基体中还包括氧化石墨烯和粘胶纤维。在产品制备时,是通过离子注入法,于(2)注入能量为200~300kev,注入时间为3~10min条件下,将金属离子注入纤维中,即得纺织加工用化学纤维。本发明所得纺织加工用化学纤维耐搓洗,不容易出现毛球,且即使出现毛球,也容易脱落,不影响面料穿着美观。

Description

一种纺织加工用化学纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织技术领域,具体是一种纺织加工用化学纤维及其制备方法。
背景技术
涤纶,是指以多种二元醇和芳香族二元羧酸或其酯经缩聚而得的成纤高聚物--聚对苯二甲酸乙二醇酯,经纺丝及后处理制成的纤维,简称PET。
从涤纶化学结构可以看出,其具有对称性的苯环线性大分子两端各有一个羟基,除此以外,分子结构中不含其它亲水性基团以及特定的染色基团,且分子链排列紧密,结晶度高,因此纤维吸湿性、染色性差。另外,涤纶的热稳定性好,先行分子链两侧没有连接大的基团与支链,故化学稳定性、形状稳定性及力学性能优良。其次,涤纶表面光滑且抱合力差,纤维末端在织物表面容易形成绒毛,经摩擦后成球状,结合纤维强度高、弹性好等特性,使得纤维球难易脱落,因而涤纶织物起毛球现象明显。
而抗起毛球整理的方法包括引入单体,生物酶整理,树脂整理,物理化学整理等。其中,树脂整理是制备抗起毛球改性涤纶的常用方法,即利用树脂的交联作用在纤维表面形成一层膜,从而减少纤维间的滑移,以避免起毛球现象的产生。然而树脂整理并未从根源上解决纤维的抗起毛球问题,表层在织物长期洗涤揉搓过程中会脱落,脱落后,仍然会起球。因此,如何从源头上解决纤维的抗起毛球问题,是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纺织加工用化学纤维及其制备方法,以解决现有技术中无法从源头上解决化学纤维容易起毛球的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种纺织加工用化学纤维,包括纤维基体,所述纤维基体中有离子通道,所述离子通道中嵌入有金属离子。
本发明技术方案通过在化学纤维基体中引入离子通道和金属离子,其中离子通道的通道大小仅仅只允许和金属离子大小相仿的分子可以通过,可在纤维基体表面形成孔径仅有离子直径大小的细孔,从而改变纤维的表面物理结构,使原本疏水的表面转变为具有一定亲水能力的表面,且由于水分子大小和金属离子大小相当,水分子也可以由于虹吸作用渗透进入纤维基体内部,另外,表面结构的改变,纤维表面粗糙度增加,相互之间的抱合力增加,在长期搓洗过程中,不容易因为相互摩擦而起毛球;
另外,引入的金属离子可引起纤维基体分子结构扭曲变形,致使纤维基体的树脂大分子链之间相互缠绕扭曲,尤其是纤维末端的树脂,由于离子通道和金属离子的引入,树脂之间因缠绕扭曲后相互作用力增大,金属离子也可以改善末端基体表面性质,不会再使用过程中形成毛球。
进一步的,所述纤维基体为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
进一步的,所述纤维基体中还包括纤维基体质量1~10%的氧化石墨烯。
本发明技术方案通过在纤维基体中引入氧化石墨烯,一方面,氧化石墨烯可以作为填料起到强化作用,另一方面,氧化石墨烯自身分子结构中既含有疏水区域又含有亲水区域,可提高基体树脂的亲水性能,从而使纤维面料的舒适度提高;再者,在离子注入过程中,由于氧化石墨烯的存在,当离子碰撞到氧化石墨烯时,即会停下,并留存在离子通道中,而不至于贯穿整个纤维基体,从而不至于因为离子注入而引起纤维强度下降,且有利于金属离子的长效固着留存。
进一步的,所述纤维基体中还包括纤维基体质量1~10%的粘胶纤维。
进一步的,所述金属离子为稀土金属离子或过渡金属离子中的任意一种。
进一步的,所述稀土金属离子为铈离子、镧离子、钇离子、钪离子、镨离子、钕离子中的任意一种。
进一步的,所述过渡金属离子为铁离子、亚铁离子、铜离子、锌离子、钴离子、镍离子中的任意一种。
一种纺织加工用化学纤维的制备方法,具体制备步骤为:
(1)准备原料;
(2)纤维整理:将纤维基体采用离子注入法将金属离子注入纤维中,即得纺织加工用化学纤维。
进一步的,所述具体制备步骤为:
(1)准备原料;
(2)纤维整理:将纤维基体于注入能量为200~300kev,注入时间为3~10min条件下,将金属离子注入纤维中,即得纺织加工用化学纤维。
本发明技术方案通过采用离子注入法在纤维基体中形成离子通道,并使金属离子固着在纤维基体内部,在制备时,将高能离子射入到纤维基体材料之中,将能量传递给纤维基体树脂的分子链并使之离位,产生大量的空位的同时是受力的树脂分子链相互缠结,而入射离子本身由于能量的损耗停留在纤维基体内成为杂质原子,与基体元素结合从而实现掺杂及表面改性;而离子摄入过程中留下的通道则成为了离子通道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
以DMF为溶剂,配制聚对苯二甲酸乙二醇酯质量浓度为0.1~0.3g/mL的的纺丝溶液,并加入聚对苯二甲酸乙二醇酯质量1~10%的氧化石墨烯,以及聚对苯二甲酸乙二醇酯质量1~10%的粘胶,超声分散后,静置消泡18~24h;随后于正负极电压分别为8.5kV和8.8kV,正负极进液速率分别为0.6~0.8mL/min和0.8~1.0mL/min,纺丝距离为10~14cm,导纱距离为6~8cm,卷绕电极的转速为10~12r/min条件下,纺织成丝,得纤维基体;再将所得纤维基体于注入能量为200~300kev,注入时间为3~10min条件下,将金属离子注入纤维中,即得放置加工用化学纤维;所述金属离子为稀土金属离子或过渡金属离子中的任意一种;所述稀土金属离子为铈离子、镧离子、钇离子、钪离子、镨离子、钕离子中的任意一种;所述过渡金属离子为铁离子、亚铁离子、铜离子、锌离子、钴离子、镍离子中的任意一种。
实施例1
以DMF为溶剂,配制聚对苯二甲酸乙二醇酯质量浓度为0.1~0.3g/mL的的纺丝溶液,并加入聚对苯二甲酸乙二醇酯质量1~10%的氧化石墨烯,以及聚对苯二甲酸乙二醇酯质量1~10%的粘胶,超声分散后,静置消泡18~24h;随后于正负极电压分别为8.5kV和8.8kV,正负极进液速率分别为0.6~0.8mL/min和0.8~1.0mL/min,纺丝距离为10~14cm,导纱距离为6~8cm,卷绕电极的转速为10~12r/min条件下,纺织成丝,得纤维基体;再将所得纤维基体于注入能量为200~300kev,注入时间为3~10min条件下,将金属离子注入纤维中,即得放置加工用化学纤维;所述金属离子为稀土金属离子或过渡金属离子中的任意一种;所述稀土金属离子为铈离子、镧离子、钇离子、钪离子、镨离子、钕离子中的任意一种;所述过渡金属离子为铁离子、亚铁离子、铜离子、锌离子、钴离子、镍离子中的任意一种。
实施例2
以DMF为溶剂,配制聚对苯二甲酸乙二醇酯质量浓度为0.1~0.3g/mL的的纺丝溶液,并加入聚对苯二甲酸乙二醇酯质量1~10%的氧化石墨烯,以及聚对苯二甲酸乙二醇酯质量1~10%的粘胶,超声分散后,静置消泡18~24h;随后于正负极电压分别为8.5kV和8.8kV,正负极进液速率分别为0.6~0.8mL/min和0.8~1.0mL/min,纺丝距离为10~14cm,导纱距离为6~8cm,卷绕电极的转速为10~12r/min条件下,纺织成丝,得纤维基体;再将所得纤维基体于注入能量为200~300kev,注入时间为3~10min条件下,将金属离子注入纤维中,即得放置加工用化学纤维;所述金属离子为稀土金属离子或过渡金属离子中的任意一种;所述稀土金属离子为铈离子、镧离子、钇离子、钪离子、镨离子、钕离子中的任意一种;所述过渡金属离子为铁离子、亚铁离子、铜离子、锌离子、钴离子、镍离子中的任意一种。
实施例3
以DMF为溶剂,配制聚对苯二甲酸乙二醇酯质量浓度为0.1~0.3g/mL的的纺丝溶液,并加入聚对苯二甲酸乙二醇酯质量1~10%的氧化石墨烯,以及聚对苯二甲酸乙二醇酯质量1~10%的粘胶,超声分散后,静置消泡18~24h;随后于正负极电压分别为8.5kV和8.8kV,正负极进液速率分别为0.6~0.8mL/min和0.8~1.0mL/min,纺丝距离为10~14cm,导纱距离为6~8cm,卷绕电极的转速为10~12r/min条件下,纺织成丝,得纤维基体;再将所得纤维基体于注入能量为200~300kev,注入时间为3~10min条件下,将金属离子注入纤维中,即得放置加工用化学纤维;所述金属离子为稀土金属离子或过渡金属离子中的任意一种;所述稀土金属离子为铈离子、镧离子、钇离子、钪离子、镨离子、钕离子中的任意一种;所述过渡金属离子为铁离子、亚铁离子、铜离子、锌离子、钴离子、镍离子中的任意一种。
对比例1
本对比例和实施例1相比,区别在于,在纤维基体制备过程中,未引入氧化石墨烯,其余条件保持不变。
对比例2
本对比例和实施例1相比,区别在于,在纤维基体制备过程中,未引入粘胶,其余条件保持不变。
对比例3
本对比例和实施例1相比,掺入的金属离子为钙离子,其余条件保持不变。
对比例4
本对比例和实施例1相比,未掺入金属离子,且纤维基体中不含有离子通道。
将实施例1-3及对比例1-4所得产品进行性能测试,具体测试方式和测试结果如下所述:
采用Atlas随机滚动法评价产品抗起毛球性能:将产品织成织物面料样品,取菱形样品,四周用粘合剂封边,干燥2h后测试,在内墙衬有标准软木的滚筒内随机滚动,经2h后评定其起毛球程度;
评级参照表1,评级时,至少3人参与评级;
表1:评定标准
等级 描述
5 无起毛球
4 轻微的起毛球
3 中等的起毛球
2 严重的起毛球
1 非常严重的起毛球
具体测试结果如表2所示:
表2:样品测试结果表
实例 等级
实施例1 5
实施例2 5
实施例3 5
对比例1 4
对比例2 4
对比例3 4
对比例4 2
由上述测试结果可知,离子通道和离子的引入对本发明产品的抗起毛球性能的提升起到了关键的决定性作用。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内,不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种纺织加工用化学纤维,其特征在于,包括纤维基体,所述纤维基体中有离子通道,所述离子通道中嵌入有金属离子。
2.根据权利要求1所述的一种纺织加工用化学纤维,其特征在于,所述纤维基体为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
3.根据权利要求1或2所述的一种纺织加工用化学纤维,其特征在于,所述纤维基体中还包括纤维基体质量1~10%的氧化石墨烯。
4.根据权利要求1或2所述的一种纺织加工用化学纤维,其特征在于,所述纤维基体中还包括纤维基体质量1~10%的粘胶纤维。
5.根据权利要求1所述的一种纺织加工用化学纤维,其特征在于,所述金属离子为稀土金属离子或过渡金属离子中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的一种纺织加工用化学纤维,其特征在于,所述稀土金属离子为铈离子、镧离子、钇离子、钪离子、镨离子、钕离子中的任意一种。
7.根据权利要求5所述的一种纺织加工用化学纤维,其特征在于,所述过渡金属离子为铁离子、亚铁离子、铜离子、锌离子、钴离子、镍离子中的任意一种。
8.一种纺织加工用化学纤维的制备方法,其特征在于,具体制备步骤为:
(1)准备原料;
(2)纤维整理:将纤维基体采用离子注入法将金属离子注入纤维中,即得纺织加工用化学纤维。
9.根据权利要求8所述的一种纺织加工用化学纤维的制备方法,其特征在于,所述具体制备步骤为:
(1)准备原料;
(2)纤维整理:将纤维基体于注入能量为200~300kev,注入时间为3~10min条件下,将金属离子注入纤维中,即得纺织加工用化学纤维。
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