[發明專利]超支化聚合物改性可染細旦聚丙烯纖維及其制備方法

無效

• 申請號: 201210448736.6
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN102926017A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 陳彥模;傅武興;俞昊;張瑜;閻惠至
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F6/46
• 分類號: D01F6/46;D01F8/06;D01F8/14;D01F1/10
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于可染細旦聚丙烯纖維及其制備領域，特別涉及一種超支化聚合物改性可染細旦聚丙烯纖維及其制備方法。

背景技術

聚丙烯纖維是五大合成纖維之一。具有原料豐富、價格較低、比重輕、疏水性及保暖性好，且耐腐蝕、抗霉變，可生產芯吸作用良好的織物。但由于聚丙烯分子中沒有可與任何染料分子相結合的極性基團，且聚丙烯纖維的結晶度很高，結構緊密，內部缺乏染料擴散必需的孔隙，由界面電荷所引起的排斥效應較為強烈，疏水性較為顯著，因而染料分子只能擴散或滲透到纖維分子的無定型區，而不能進入晶區。所以，PP纖維的染色性能很差，達不到使用要求。

目前，雖然應用于細旦丙綸染色改性的方法較多，然而在制備過程中以及所得產物上都存在一定的問題。

東華大學Xin?Huang^[1]等將丙烯酸系單體（丙烯酸和丙烯酸丁酯）和苯乙烯以BPO為引發劑進行自由基共聚，共聚產物作為添加劑和PP共混紡絲，無定型區域的增加和PP/PS之間存在的界面使染料分子進入纖維，提高了其染色性能，同時由于改性PS中極性基團的存在提高了染色牢度。然而，不同單體的反應活性不同，溫度、溶劑及pH等都對單體的競聚率有顯著的影響，得到的共聚產物其結構多樣，共聚物組成和序列分布無法有效控制，使得共聚物的制備成本較高，難以大規模生產。

Xiubing?Hua^[2]等人利用原位懸浮聚合法制備聚苯乙烯/膨潤土（PS-Garamtie）復合粒子，將該復合粒子引入到PP基體中，組成新的PP/PS-Garamite三元共混體系，賦予PS及膨潤土在PP基體中的良好分散性能，使共混體系具有良好的可紡性，研究PP纖維的染色性能改善情況。然而當無機納米粒子加入量較少時則染色性能不能達到要求，當無機納米粒子加入量足夠時纖維的可紡性及成纖的強度又隨其增加而降低。

S.M.Burkinshaw^[3]等人以荷蘭帝斯曼公司生產的超支化聚酰胺酯（商品名為HybranePS2550，50%端羥基以硬脂酸封端）作為改性劑與PP粉料進行雙螺桿共混擠出，研究了改性劑對聚丙烯纖維可紡性和染色性能的影響。發現當添加量為3%時，PP纖維的可紡性和纖維的物理性能幾乎沒有任何影響，但卻可以極大地提高纖維的可染性和染色牢度。不過封端處理后的超支化聚酰胺酯的染座也相應減少，對染料的親和力相應降低，若想獲得同樣的染色效果勢必增加超支化聚合物的添加量。這一方面增加了成本，同時由于其低的軟化點也使得共混的難度增加。因此，找到一種廉價改性劑，并較易引入PP基體中的共混改性方法，是有效地解決上述問題的關鍵。

[1]Huang?Xin,Yu?Hao,Blends?of?Polypropylene?and?Modified?Polystyrene?for?DyeableFibers,Journal?of?Applied?Polymer?Science,2005,v96:2360-2366.

[2]花秀兵，張瑜，閻惠至，陳彥模.聚丙烯/聚苯乙烯/膨潤土共混體系的結晶性能和熱性能研究.合成纖維,2010,(1):14-16.

[3]S.M.Burkinshaw,P.E.Froehling,M.Mignanelli.The?effect?of?hyperbranched?polymerson?the?dyeing?of?polypropylene?fibres.Dyes?and?Pigments,2002,53:229-235

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種超支化聚合物改性可染細旦聚丙烯纖維及其制備方法，該可染細旦聚丙烯纖維的染色效果好，染色牢度高，纖維強度好，該方法操作簡單，成本低，可規模化生產。

本發明的一種超支化聚合物改性可染細旦聚丙烯纖維，該細旦聚丙烯纖維按重量百分比包括：3～20%的超支化聚合物染色母粒和80～97%的聚丙烯粒子；所述的超支化聚合物染色母粒中超支化聚合物與聚丙烯粉料的重量比為10~40：60~90。

所述的超支化聚合物為HBP-1、HBP-2、HBP-3（市售）中的一種或幾種。HBP-1、HBP-2和HBP-3的結構式如下：

本發明的一種超支化聚合物改性可染細旦聚丙烯纖維的制備方法，包括：

（1）超支化聚合物染色母粒的制備：