[發明專利]一種滌綸纖維的晶變改性方法

有效

• 申請號: 201310318102.3
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103422366A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 孫以澤;孟婥;孫菁菁;趙博翀
• 申請（專利權）人: 東華大學;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;D06P3/52;D06B5/14;D06B15/00
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明涉及一種滌綸纖維的晶變改性方法，具體地說是一種通過將改性介質增壓到改性壓力并保壓一段時間后瞬間釋放壓力的滌綸纖維晶變改性方法。

背景技術

滌綸產量居所有化學纖維之首。它具有斷裂強度高、回彈性適中，熱定形性能優異、耐熱性高等優點，但其染色性差、吸濕性差、易燃燒、織物易起球等缺點制約著滌綸的應用。

為了改變上述現狀，已有很多種改性方法，如物理改性方法、化學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。化學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改性等。生物改性方法主要利用生物酶對纖維進行脫膠、拋光等處理。上述改性方法大多針對天然纖維改性，多數方法由于成本、環境污染、技術可行性可靠性等原因尚停留在實驗室階段。

現在國內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）與具有可塑化效應的化合物混合紡絲；（3）導入和分散性染料親和性好的基團，如醚鍵等。目前，共聚方法改性在工業中應用比較廣。采用該方法制得的滌綸纖維熔點低，結晶度低，但由于纖維的熱性能和機械性能受到了很大程度的損害，此方法在某些領域的應用也受到了制約。

發明內容

本發明的目的是提供一種滌綸纖維的晶變改性方法，具體地說是一種通過將改性介質增壓到改性壓力并保壓一段時間后瞬間釋放壓力的滌綸纖維晶變改性方法。

本發明的一種滌綸纖維的晶變改性方法，將滌綸纖維置于密閉容器中，充入改性介質，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，去除改性介質，即獲得晶變改性滌綸纖維。其原理是：將滌綸纖維置于密閉容器中，該密閉容器可以在高壓下動密封和負壓下動密封，并且零泄漏。通過壓力平衡充液和非平衡調速充液，可調節充入密閉容器中改性介質的流量、時間和溫度，從而調控改性的壓力、兩相界面及上述參數的變化速率，進而調控液態介質的滲透率、滲透速率及蒸發速率等工作參數；同時調節改性壓力的保壓時間；上述工藝可使改性介質的擴散系數提高，改性介質較好的滲透到纖維組織中，加劇纖維素大分子鏈段運動，使纖維素分子間發生溶脹作用，改變了纖維的微觀結構，如孔隙變圓變大，以致相對分子質量較大的染料能進入纖維內部，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方法去除滌綸纖維中的改性介質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，調節上述的相關參數，即可實現所述的晶變改性。采用所述的晶變改性方法，可使晶變改性滌綸纖維的微觀晶格與所述滌綸纖維的微觀晶格相比，孔隙變圓，且增大4%～5%；所述晶變改性滌綸纖維與所述滌綸纖維相比，上染率提高52%～63%，色牢度34%～40%。

作為優選的技術方案：

如上所述的一種滌綸纖維的晶變改性方法，所述滌綸纖維的長度為25～150mm，細度為0.17～1.2tex。

如上所述的一種滌綸纖維的晶變改性方法，改性介質為液氨或二氧化碳。改性介質需具備如下三點特征：1）具有優良的擴散性；2）能使合成纖維的晶格形狀發生改變，提高纖維的溶脹性能；3）易于相變蒸發與回收。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，這些性質使其具有優良的擴散性；氨分子滲入合成纖維中，可使纖維孔隙增大，產生較好的膨化效果。在溫度高于臨界溫度（Tc=31.26℃），壓力高于臨界壓力（P₀=7.39MPa）的狀態下，二氧化碳既具有氣體的低黏度和高擴散系數，又具有液體的高密度，因而有很好的傳質、傳熱和滲透性能；其良好的滲透性能使之能迅速的滲透進纖維素中，使纖維素的孔隙增大；用超臨界二氧化碳作為介質可將可溶解的相對分子質量大的染料分子轉移到纖維上，對纖維進行染色。同時，液氨和二氧化碳均易于相變蒸發與回收。

如上所述的一種滌綸纖維的晶變改性方法，對于滌綸纖維，要獲得良好改性效果，改性壓力應大于等于10MPa，改性壓力會達到12MPa，因此所述改性壓力P應為10～12MPa。要達到很好的溶脹效果，應要求壓力瞬間降到改性壓力的1%以下。

如上所述的一種滌綸纖維的晶變改性方法，所述壓力為絕對壓力。

如上所述的一種滌綸纖維的晶變改性方法，，要獲得優良的溶脹效果，要求壓力從改性壓力降到改性壓力的1%的時間小于等于5.0秒即可，在3秒～5秒為宜，因此所述釋放壓力的瞬間為3秒～5秒，對應的所述釋放壓力的降壓速率為4MPa/s～22MPa/s。