[發(fā)明專利]一種合成纖維材料晶變改性方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310318101.9
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103422365A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫以澤;孟婥;孫菁菁;趙博翀
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué);上海盟津光電科技有限公司
• 主分類號: D06P1/673
• 分類號: D06P1/673;D06P1/44;D06B5/14;D06B5/16;D06B5/22
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合成纖維材料晶變改性方法，特別是涉及一種合成纖維紡織材料的晶變改性方法，具體地說是一種通過將改性介質(zhì)增壓到改性壓力并保壓一段時間后瞬間釋放壓力的紡織材料晶變改性方法。

背景技術(shù)

合成纖維主要指傳統(tǒng)的六大綸纖維，即滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸和氯綸纖維。滌綸產(chǎn)量居所有化學(xué)纖維之首，它具有斷裂強(qiáng)度高、回彈性適中，熱定形性能優(yōu)異、耐熱性高等優(yōu)點(diǎn)，但其染色性差、吸濕性差、易燃燒、織物易起球等缺點(diǎn)制約著滌綸的應(yīng)用。腈綸具有良好的耐磨性和染色性，但其耐光性、耐熱性較差。

為了改變上述現(xiàn)狀，已有很多種改性方法，如物理改性方法、化學(xué)改性方法和生物改性方法。物理改性方法主要包括放電技術(shù)改性、高壓蒸汽閃爆改性、超聲空化及微波輻照改性、液氨加工改性等?；瘜W(xué)改性方法主要包括纖維素酯類改性、纖維素醚類改性、纖維素接枝改性和纖維素交聯(lián)改性等。生物改性方法主要利用生物酶對纖維進(jìn)行脫膠、拋光等處理。上述改性方法大多針對天然纖維改性，多數(shù)方法由于成本、環(huán)境污染、技術(shù)可行性可靠性等原因尚停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

現(xiàn)在國內(nèi)外針對滌綸纖維等合成纖維染色難的問題，主要采用的方法有：（1）與分子體積龐大的化合物共聚；（2）與具有可塑化效應(yīng)的化合物混合紡絲；（3）導(dǎo)入和分散性染料親和性好的基團(tuán)，如醚鍵等。目前，共聚方法改性在工業(yè)中應(yīng)用比較廣。采用該方法制得的改性材料熔點(diǎn)低，結(jié)晶度低，但由于纖維的熱性能和機(jī)械性能受到了很大程度的損害，此方法在某些領(lǐng)域的應(yīng)用也受到了制約。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種合成纖維材料晶變改性方法，特別是提供一種合成纖維紡織材料的晶變改性方法，具體地說是一種通過將改性介質(zhì)增壓到改性壓力并保壓一段時間后瞬間釋放壓力的紡織材料晶變改性方法。

本發(fā)明的一種合成纖維材料晶變改性方法，將被改性材料置于密閉容器中，充入改性介質(zhì)，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，去除改性介質(zhì)，即獲得晶變改性材料。其原理是：將被改性材料置于密閉容器中，該密閉容器可以在高壓下動密封和負(fù)壓下動密封，并且零泄漏。通過壓力平衡充液和非平衡調(diào)速充液，可調(diào)節(jié)充入密閉容器中改性介質(zhì)的流量、時間和溫度，從而調(diào)控改性的壓力、兩相界面及上述參數(shù)的變化速率，進(jìn)而調(diào)控液態(tài)介質(zhì)的滲透率、滲透速率及蒸發(fā)速率等工作參數(shù)；同時調(diào)節(jié)充液的間歇時間和改性壓力的保壓時間；上述工藝可使改性介質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)提高，改性介質(zhì)較好的滲透到纖維組織中，加劇纖維素大分子鏈段運(yùn)動，使纖維素分子間發(fā)生溶脹作用，改變了纖維的微觀結(jié)構(gòu)，如孔隙變圓變大，以致相對分子質(zhì)量較大的染料能進(jìn)入纖維內(nèi)部，從而提高了合成纖維的上染率和色牢度。最后采用加熱和抽真空并行的蒸發(fā)方法去除材料中的改性介質(zhì)即完成了所述的晶變改性方法。針對不同組成成分的合成纖維，調(diào)節(jié)上述的相關(guān)參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)所述的晶變改性。采用所述的晶變改性方法，可使所述晶變改性材料的微觀晶格與所述被改性材料的微觀晶格相比，孔隙增大3～5%；可使改性纖維的上染率提高50～70%，色牢度提高30～40%。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：

如上所述的一種合成纖維材料晶變改性方法，所述被改性材料為纖維、紗線或織物；

所述纖維為合成纖維，所述合成纖維為滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸或再生纖維素纖維；所述再生纖維素纖維為銅氨纖維或醋酯纖維；

所述紗線為合成纖維和/或再生纖維素纖維紡成的紗線；為合成纖維純紡紗線、再生纖維素纖維純紡紗線、合成纖維混紡紗線或合成纖維與再生纖維素纖維的混紡紗線；

所述織物為所述紗線織成的織物。

如上所述的一種合成纖維材料晶變改性方法，改性介質(zhì)為液氨或二氧化碳。改性介質(zhì)需具備如下三點(diǎn)特征：1）具有優(yōu)良的擴(kuò)散性；2）能使合成纖維的晶格形狀發(fā)生改變，提高纖維的溶脹性能；3）易于相變蒸發(fā)與回收。液氨具有分子量小、粘性小、表面張力小、易于相變等特殊的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)使其具有優(yōu)良的擴(kuò)散性；氨分子滲入合成纖維中，可使纖維孔隙增大，產(chǎn)生較好的膨化效果。在溫度高于臨界溫度（Tc=31.26℃），壓力高于臨界壓力（P₀=7.39MPa）的狀態(tài)下，二氧化碳既具有氣體的低黏度和高擴(kuò)散系數(shù)，又具有液體的高密度，因而有很好的傳質(zhì)、傳熱和滲透性能；其良好的滲透性能使之能迅速的滲透進(jìn)纖維素中，使纖維素的孔隙增大；用超臨界二氧化碳作為介質(zhì)可將可溶解的相對分子質(zhì)量大的染料分子轉(zhuǎn)移到纖維上，對纖維進(jìn)行染色。同時，液氨和二氧化碳均易于相變蒸發(fā)與回收。