鈦白粉表面改性對(duì)全消光錦綸纖維性能的影響.pdf

1、聚酰胺纖維俗稱尼龍或錦綸，是合成纖維的主要品種之一。由于聚酰胺6纖維在化學(xué)穩(wěn)定性、熱性能、機(jī)械性能等方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)，用錦綸纖維制成的產(chǎn)品彈性好、強(qiáng)度高、耐磨、耐用、比重小、不易蟲(chóng)蛀等，一直受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。然而，通常的錦綸纖維存在著:色澤強(qiáng)烈、無(wú)懸垂感等問(wèn)題。因此，普通錦綸纖維尚不能滿足人們對(duì)其服飾織物感官上的要求。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可對(duì)纖維的成分、結(jié)構(gòu)做一些改進(jìn)。隨著納米復(fù)合材料的問(wèn)世，在纖維中通過(guò)添加一些無(wú)機(jī)粉體，可制得半消

2、光和全消光纖維制品。目前最常用的消光劑是銳鈦礦型二氧化鈦，這是由于二氧化鈦粉體(粒徑約200～500nm)具有較高的折射率、較好的分散性、化學(xué)惰性和無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，紡織高端面料也較普遍地使用錦綸纖維，這主要?dú)w功于全消光錦綸纖維的發(fā)展。
　　但是，由于無(wú)機(jī)納米顆粒粒徑小、比表面積大，極易發(fā)生團(tuán)聚;同時(shí)，無(wú)機(jī)粉體表面基團(tuán)與己內(nèi)酰胺表面基團(tuán)不同，故粉體的分散性和界面相容性均會(huì)影響消光纖維的性能。通過(guò)對(duì)鈦白粉的無(wú)機(jī)包覆和有機(jī)改性，可利

3、用鈦白粉表面較多有機(jī)官能團(tuán)的空間位阻效應(yīng)改善粉體的團(tuán)聚情況，同時(shí)有機(jī)官能團(tuán)改善了它與錦綸界面的相容性。對(duì)企業(yè)開(kāi)發(fā)力學(xué)性能好、上染率高、色牢度高的錦綸纖維有重要參考價(jià)值。
　　本論文的工作內(nèi)容包括鈦白粉的超細(xì)化、無(wú)定形包覆、復(fù)配方偶聯(lián)劑表面改性，以及原位聚合得到全消光錦綸6切片及切片的熔融紡絲，最后研究鈦白粉的表面改性對(duì)全消光錦綸織物力學(xué)性能與染色性的影響。
　　論文中首先對(duì)鈦白粉進(jìn)行無(wú)定形TiO2包覆，并與不同復(fù)配方偶聯(lián)劑進(jìn)

4、行有機(jī)改性，得到相應(yīng)的納米改性消光劑。用傅里葉紅外光譜(FT-IR)、熱失重分析(TG)、接觸角測(cè)試、粒度分析、紫外-可見(jiàn)吸收光譜、沉降測(cè)試對(duì)改性鈦白粉的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)復(fù)配體系的偶聯(lián)劑改性后，鈦白粉粒徑分布變窄，平均粒徑在300-500nm;TG測(cè)試表明鈦白粉表面有機(jī)包覆率大約為4wt％;光催化性能測(cè)試結(jié)果表明，經(jīng)復(fù)配方偶聯(lián)劑改性后，鈦白粉的催化活性明顯減弱;改性后鈦白粉在己內(nèi)酰胺-水體系中的分散性提高。
　　

5、改性鈦白粉經(jīng)原位聚合反應(yīng)，得到全消光PA6切片，在復(fù)合紡絲機(jī)上熔融紡絲制備全消光PA6纖維。鈦白粉的加入明顯提高了PA6樹(shù)脂的相對(duì)粘度和數(shù)均分子量，通過(guò)DSC曲線可知:添加鈦白粉對(duì)PA6纖維的Tm基本沒(méi)有影響，但使其Tc升高，Xc增大。改性粉體在纖維斷面分布均勻，無(wú)脫落現(xiàn)象，全消光PA6纖維的可紡性好;然而，未改性的納米粉體分散性相對(duì)較差，有明顯團(tuán)聚。加入改性的鈦白粉之后，PA6纖維的力學(xué)強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都有提高，強(qiáng)度可達(dá)4.1cN/dte

6、x，斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)28.1％。
　　最后，通過(guò)全自動(dòng)織造機(jī)織造得到全消光PA6織物，研究了鈦白粉表面改性前后的染色性能和色牢度。熱定型后PA6織物的晶型發(fā)生變化，熱定型的織物比未定型織物的α晶型增多，但總的結(jié)晶度變化不大。從染色性能可知，淺色染色和深色染色皆以酸性藍(lán)染料的染色效果最好，其上染率高，上染速率快，達(dá)到染色平衡時(shí)間最短。且經(jīng)復(fù)配方偶聯(lián)劑改性的全消光錦綸纖維的上染率和上染速率均高于未改性PA6纖維。改性前后PA6織物的耐摩