CN1322197C - 电晕活化接枝亲水基团的化纤、纱线及其织物的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种在化纤、纱线或其织物上通过电晕活化接枝亲水基团的技术。本发明是把所需处理的纤维、纱线或织物，在电压3000—12000伏，功率为10～500瓦的电晕放电的电场中处理，使其表面产生自由基或离子基团，然后进入亲水单体溶液，进行接枝聚合反应，接上亲水单体基团。去除未反应的单体，洗涤、上油、干燥即得到含亲水基团改性的纤维、纱线或织物。

Description

电晕活化接枝亲水基团的化纤、纱线及其织物的工艺

技术领域：

本发明是涉及一种在化纤、纱线或其织物上通过电晕活化接枝亲水基团的技术。

背景技术：

化纤是一个价廉物美的大众化的产品，但作为内衣，化纤也有不足之处，最特别的是吸水性能差。因此，穿着者稍微运动，就感觉到特别闷热，化纤也全粘在身上，难以导湿。在化纤品种里尤其以腈纶和丙纶为甚。

为了改善腈纶和丙纶的吸湿性，有采取共聚和共混的形式，但效果并不明显，而且工艺复杂。

对于纤维表面化学改性以往用纤维浸在单体中接枝聚合工艺接枝，这样会在接枝过程中，产生更多的是非接枝的均聚物。如对丙纶纤维的亲水性处理(吴秀君，许海育.改善丙纶亲水性的研究.印染.2000，11)，在理论上是可以得到亲水化合物接枝的纤维的，但在应用上是不可行的。

为了克服形成大量的均聚物的缺点，有采用γ-辐射处理织物，再接枝的技术(如李海东，程凤梅.，冼远芳.聚酯短纤维辐射接枝改性.吉林工学院学报(自然科学版).1999，11；万晓晨，邱士龙，吴嘉麟，叶寅.涤纶辐射接枝改性的研究.合成纤维.1997，4)。但是，一般织物工厂要准备γ源，也是相当困难的。

也有采用等离子技术可直接对织物进行表面改性，提高亲水性，需用真空低压等离子技术。这都是研究文章，因工艺设备复杂，投资大，推广不易。已公开的专利主要为中国科学院物理研究所陈光溶等发明的(专利申请号为91104538.4)采用低温等离子体对纤维、兔毛、纺织品的改性处理方法。

常压辉光放电处理工艺有设备简单、投资少、操作方便、可连续工业化生产的优点，目前已有专利是用它来对纤维改性。如用电晕放电对高强度聚乙烯纤维表面处理(上海交通大学郑震、唐小真、周国泰、施楣梧，申请号为03142180.6的专利)，以提高聚乙烯纤维和基体的粘合力。如用电晕放电对纤维表面处理，再接上疏水基团，使纤维有拒水的性能(四川联合大学；中国人民解放军总后勤部军需装备研究所雷景新；张建春；施楣梧；徐僖，申请号为97107829.7的专利)。

本发明采用常压电晕放电技术对织物进行表面预化处理，随后再用亲水单体溶液对纤维表面进行接枝，接上亲水的基团，从而改善织物的亲水性能。采用该方法有设备简单、投资低、污染小、效率高的特点。

发明内容：

本发明的目的是涉及一种在化纤、纱线或其织物上通过电晕活化接枝亲水基团的技术。

本明采用电晕放电技术对化纤、纱线或是织物进行电晕放电处理，使纤维或是织物的纤维表面产生自由基、阳离子或是阴离子基团，然后再和亲水性的烯类单体进行聚合接枝反应。

采用电晕放电技术对化纤、纱线或是织物进行处理，然后再接上亲水性基团的技术有在大气中可进行、无游离聚合物产生、投入费用少、一些印染的旧设备可改造应用的优点。

本技术适用于丙纶、腈纶、涤纶、尼龙纤维及其纱线和织物的处理，也可用于含有这些纤维的混纺制品。经处理后的这些纤维、纱线或是织物有良好的亲水性和表面极性。

本发明的主要工艺可表示如下：

把所需处理的纤维、纱线及织物，在电晕放电的电场中处理一定时间，使其表面产生自由基或离子基团，然后立即进入亲水单体溶液，进行接枝聚合反应，接上亲水单体基团。取出挤压去没反应的单体，洗涤、干燥即得到亲水改性的纤维、纱线或织物。

本发明采用的电晕产生的电压是3000-12000伏，电极间距为1-30毫米，功率根据纤维、纱线、织物以及运行的速度，可以10瓦到500瓦的范围内变化。

被处理的纤维、纱线或织物的原材料可以是聚丙烯、聚丙烯腈、聚酯、聚酰胺，也可用于含有这些纤维的混纺制品。

被接枝的亲水单体是丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸铵、丙烯酸酯聚氧乙烯醚、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基磺酸钠、乙烯基磺酸钾或乙烯基磺酸铵。

接枝反应是在上述这些亲水单体的水溶液中进行的，这些单体在水溶液中的重量百分浓度是10-50％。

接枝反应温度为50-80℃，反应时间为5-40分钟。

采用上述工艺的接枝率在10～40％之间可任意调节。

具体实施方式：

通过以下实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。

采用本发明所述的工艺，将所需处理的纤维、纱线或织物，在电压是3000-12000伏的，功率为10～500瓦的电晕放电的电场中处理，使其表面产生自由基或离子基团，然后立即进入亲水单体溶液，进行接枝聚合反应，接上亲水单体基团。取出挤压去除没反应的单体，洗涤、干燥即得到含亲水基团改性的纤维、纱线或织物。

其具体方案的配方、工艺与结果如下所述。

实施例中所用原料均为市购商品，表面活性剂的名称均为以上所述表面活性剂的商品名。

实施例1

将腈纶长丝以每分钟10米的速度通过电压为8000伏、功率为20瓦的电晕放电管，使腈纶纤维上产生自由基或离子而活化。然后进入温度为60℃的，重量浓度为35％丙烯酸钠水溶液中，反应20分钟。取出洗掉反应液，上油、干燥即得丙烯酸钠接枝的腈纶纤维。实际测得该纤维的丙烯酸钠接枝率为16％。接枝后的纤维对水的接触角极小，水在其表面可完全铺展。

实施例2

让涤纶针织布以每分钟4米的速度通过电压为10000伏、功率为450瓦的电晕放电场，使涤纶针织布的涤纶纤维表面产生自由基或离子而活化。然后进入温度为70℃、重量浓度为40％丙烯酰胺水溶液中，反应15分钟。取出洗掉反应液，上油、干燥即得丙烯酰胺接枝处理的涤纶针织布。实际测得该涤纶针织布的丙烯酰胺接枝率为23.1％。接枝后的织物对水快速浸润吸附，其纤维的接触角测量表明趋向于零，水在纤维表面可完全铺展。

实施例3

让涤纶纱线以每分钟14米的速度通过电压为11000伏、功率为45瓦的电晕放电管，使涤纶纱线的涤纶纤维产生自由基或离子而活化。然后进入温度为65℃的，重量浓度为50％乙烯基磺酸钠水溶液中，反应12分钟。取出洗掉反应液，上油、干燥即得乙烯基磺酸钠接枝处理的涤纶纱线。实际测得该涤纶纱线的乙烯基磺酸钠接枝率为16.2％。接枝后的涤纶纱线中的纤维接触角近似为零，水在纤维表面可完全铺展。

实施例4

让丙纶长丝以每分钟5米的速度通过电压为7000伏、功率为40瓦的电晕放电管，使涤纶纱线的涤纶纤维产生自由基或离子而活化。然后进入温度为75℃的，重量浓度为45％丙烯酸羟乙酯的水溶液中，反应22分钟。取出洗掉反应液，上油、干燥即得丙烯酸羟乙酯接枝的丙纶长丝。实际测得该丙纶长丝的丙烯酸羟乙酯接枝率为38.6％。接枝后的纤维与未处理纤维相比，浸润性明显改善，接枝后纤维对水的接触角小于10°。

实施例5

让尼龙长丝以每分钟30米的速度通过电压为4000伏、功率为45瓦的电晕放电管，使涤纶纱线的涤纶纤维产生自由基或离子而活化。然后进入温度为50℃的重量浓度为10％乙烯基磺酸铵水溶液中，反应0.5小时。取出洗掉反应液，上油、干燥即得乙烯基磺酸铵接枝的尼龙长丝。实际测得该尼龙长丝的乙烯基磺酸铵接枝率为7.1％。接枝后的纤维对水的接触角近似为零，水在其表面可完全铺展。

实施例6

让尼龙平布以每分钟4米的速度通过电压为6000伏、功率为300瓦的电晕放电场，使平布的尼龙丝产生自由基或离子而活化。然后进入温度为80℃的重量浓度为35％乙烯基吡咯烷酮水溶液中，反应25分钟。取出洗掉反应液，上油、干燥即得乙烯基吡咯烷酮接枝处理的尼龙平布。实际测得该尼龙平布的乙烯基吡咯烷酮接枝率为22.4％。接枝后尼龙平布中的纤维对水的接触角近似为零，水在其表面可完全铺展。

实施例7

让涤棉混纺布以每分钟6米的速度通过电压为10000伏、功率为360瓦的电晕放电场，使涤纶棉织物的涤纶纤维和纤维素纤维都产生自由基或离子而活化。然后进入温度为55℃的重量浓度为25％丙烯酸酯聚氧乙烯醚水溶液中，反应12分钟。取出洗掉反应液，上油、干燥即得丙烯酸酯聚氧乙烯醚接枝的涤棉混纺布。测定其丙烯酸酯聚氧乙烯醚接枝率为13.4％。接枝后的涤棉混纺布可完全浸润，其中纤维对水的接触角近似为零，水在其表面可完全铺展。

实施例8

让麻/涤混纺纱线以每分钟15米的速度通过电压为12000伏、功率为45瓦的电晕放电管，使麻涤混纺纱线的涤纶纤维和麻纤维都产生自由基或离子而活化。然后进入温度为70℃的重量浓度为35％丙烯酸铵水溶液中，反应24分钟。取出洗掉反应液，上油、干燥即得丙烯酸铵接枝的麻/涤混纺布。测定其丙烯酸铵接枝率为39.3％。接枝后麻/涤混纺纱线中的纤维对水的接触角近似为零，水在其表面可完全铺展。

Claims (5)

1、一种在化纤、纱线或其织物上通过电晕活化接枝亲水基团的方法，其特征是采用电晕放电技术对化纤、纱线或织物进行电晕放电处理，使纤维、纱线或织物中的纤维表面产生自由基、阳离子或是阴离子基团，然后再和亲水性的烯类单体反应，在50～80℃和亲水单体重量百分浓度为10～50％的水溶液中，接枝反应5～40分钟，从而接上亲水化合物；

所述的电晕放电的电压是3000～12000伏和10瓦～500瓦的功率。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征是将所需处理的纤维、纱线或织物，在电晕放电的电场中处理，使其表面产生自由基或离子基团，然后进入亲水单体的水溶液，进行接枝聚合反应，接上亲水单体基团，再经挤压去除未反应的单体，洗涤、上油、干燥，即得到亲水改性的纤维、纱线或织物。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的亲水单体是丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸铵、丙烯酸酯聚氧乙烯醚、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基磺酸钠、乙烯基磺酸钾或乙烯基磺酸铵。

4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的被处理的纤维、纱线或织物的原材料是聚丙烯、聚丙烯腈、聚酯、聚酰胺、或含有这些纤维的混纺制品。

5、根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的亲水单体接枝纤维、纱线或织物的接枝率在10～40％可任意调节。