[發明專利]一種通過高溫油熱處理對高性能纖維進行功能改性的方法

有效

• 申請號: 202010512687.2
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111778717B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 徐衛林;夏良君;盛丹;周思婕;付專;張春華;王運利
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: D06M11/74
• 分類號: D06M11/74;D06M11/79;D06M11/46;D06M11/44;D06M11/49;D06M11/13;D06M13/402;D06M13/02;D06M15/643;D06M101/30;D06M101/36
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

本發明提供了一種通過高溫油熱處理對高性能纖維進行功能改性的方法。首先配制氯化鋰/N,N?二甲基乙酰胺溶液，然后加入功能微納米粒子；將高性能纖維織物浸漬后取出；接著將高性能纖維織物放入溫度為165～250℃的高溫油中熱處理1～30s；最后取出高性能纖維織物冷卻瀝油，洗滌干凈后烘干，得到功能改性的高性能纖維織物。該方法采用氯化鋰/N,N?二甲基乙酰胺溶液體系，能夠破壞纖維之間的氫鍵；通過將帶有氯化鋰、N,N?二甲基乙酰胺、功能微納米粒子的高性能纖維放入高溫油中，在高性能纖維表面形成油性“液膜”，高能量的油性“液膜”驅使功能微納米粒子快速進入高性能纖維，顯著提高了功能微納米粒子的負載量及摩擦牢度。

技術領域

本發明屬于功能改性技術領域，尤其涉及一種通過高溫油熱處理對高性能纖維進行功能改性的方法。

背景技術

將具有獨特性能的微納米粒子引入纖維織物，可大大改善織物性能，賦予織物多功能特性。近年來，涌現出一批實驗室和工業化規模的功能微納米粒子，如碳納米管、MMT、納米氫氧化鎂、納米氧化鋁、納米TiO₂、納米ZnO、納米SiO₂、納米CaCO₃及各種金屬粉體等，為纖維織物的改性提供了素材，賦予織物特定功能如抗靜電、阻燃、抗菌、抗紫外、導電、氣體阻隔等功能，提高織物的服用性。織物優良性能能否得以保持、功能性能否得以體現一定程度上取決于織物和功能粉體的固有性能以及兩者之間的協同作用或匹配效果，然而優良性能的產生及耐久性強烈依賴于功能粉體在織物表面的負載量和負載牢度。

由于功能微納米粒子缺乏活性官能團，一般難以與織物發生化學反應，因此與纖維織物大多為物理吸附，且都大多吸附于纖維表面，負載量和負載牢度都偏小，導致改性效果不佳。現有技術主要采用表面涂覆、浸漬吸附、復合紡絲等方法實現功能微納米粒子對織物的表面改性。

表面涂覆是通過噴涂將功能微納米粒子或含有功能微納米粒子的乳液涂覆于織物表面，形成一層功能涂層，然而涂層的形成可能降低織物的柔軟性，并影響織物的親水、親油等表面特性。

浸漬吸附是將織物放入含有功能微納米粒子的懸浮液中，浸漬吸附后取出烘干，使得功能微納米粒子吸附于纖維表面，此種方法存在負載量和負載牢度低的問題，改性效果及耐久性較差。作為改進，申請號為201910295485.4的中國發明專利公開了一種間位芳綸織物表面功能改性的方法，該方法是將間位芳綸在由N,N-二甲基乙酰胺、LiCl、無機功能微納米粒子混配組成的改性液中進行浸軋處理后，再依次在低溫正壓和高溫負壓條件下處理一定時間，使得微溶解層中的N,N-二甲基乙酰胺揮發抽離，無機功能微納米粒子固化在間位芳綸纖維表層。但該方法的處理時間較長、條件較苛刻，且負載量和摩擦牢度仍有待提高。

復合紡絲是指將功能微納米粒子與聚合物紡絲液一起進行復合紡絲，得到功能改性的織物，此種方法存在的問題是功能微納米粒子的添加會降低聚合物的紡絲性能，進而降低聚合物纖維的均勻性和力學性能等。

因此，急需開發一種采用功能微納米粒子對織物進行改性的方法，在不損害織物本身性能的同時，提高功能微納米粒子的負載量及摩擦牢度，從而提高功能改性的效果和耐久性。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種通過高溫油熱處理對高性能纖維進行功能改性的方法。首先將高性能纖維織物浸漬于含有功能微納米粒子的氯化鋰/N,N-二甲基乙酰胺溶液體系中，吸附后取出，將帶液率控制在80％～120％；然后放入溫度為165～250℃的高溫油中熱處理1～30s，取出后洗凈烘干即得到功能改性的高性能纖維，其具有高負載量和摩擦牢度。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種通過高溫油熱處理對高性能纖維進行功能改性的方法，包括以下步驟：

S1.配制功能改性液：首先配制氯化鋰/N,N-二甲基乙酰胺溶液，然后加入功能微納米粒子，得到功能改性液；