專利名稱:電暈活化接枝親水基團的化纖、紗線及其織物的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是涉及一種在化纖、紗線或其織物上通過電暈活化接枝親水基團的技術(shù)。
背景技術(shù):
化纖是一個價廉物美的大眾化的產(chǎn)品,但作為內(nèi)衣,化纖也有不足之處,最特別的是吸水性能差。因此,穿著者稍微運動,就感覺到特別悶熱,化纖也全粘在身上,難以導(dǎo)濕。在化纖品種里尤其以腈綸和丙綸為甚。
為了改善腈綸和丙綸的吸濕性,有采取共聚和共混的形式,但效果并不明顯,而且工藝復(fù)雜。
對于纖維表面化學(xué)改性以往用纖維浸在單體中接枝聚合工藝接枝,這樣會在接枝過程中,產(chǎn)生更多的是非接枝的均聚物。如對丙綸纖維的親水性處理(吳秀君,許海育.改善丙綸親水性的研究.印染.2000,11),在理論上是可以得到親水化合物接枝的纖維的,但在應(yīng)用上是不可行的。
為了克服形成大量的均聚物的缺點,有采用γ-輻射處理織物,再接枝的技術(shù)(如李海東,程鳳梅.,冼遠芳.聚酯短纖維輻射接枝改性.吉林工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版).1999,11;萬曉晨,邱士龍,吳嘉麟,葉寅.滌綸輻射接枝改性的研究.合成纖維.1997,4)。但是,一般織物工廠要準備γ源,也是相當(dāng)困難的。
也有采用等離子技術(shù)可直接對織物進行表面改性,提高親水性,需用真空低壓等離子技術(shù)。這都是研究文章,因工藝設(shè)備復(fù)雜,投資大,推廣不易。已公開的專利主要為中國科學(xué)院物理研究所陳光溶等發(fā)明的(專利申請?zhí)枮?1104538.4)采用低溫等離子體對纖維、兔毛、紡織品的改性處理方法。
常壓輝光放電處理工藝有設(shè)備簡單、投資少、操作方便、可連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點,目前已有專利是用它來對纖維改性。如用電暈放電對高強度聚乙烯纖維表面處理(上海交通大學(xué)鄭震、唐小真、周國泰、施楣梧,申請?zhí)枮?3142180.6的專利),以提高聚乙烯纖維和基體的粘合力。如用電暈放電對纖維表面處理,再接上疏水基團,使纖維有拒水的性能(四川聯(lián)合大學(xué);中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所雷景新;張建春;施楣梧;徐僖,申請?zhí)枮?7107829.7的專利)。
本發(fā)明采用常壓電暈放電技術(shù)對織物進行表面預(yù)化處理,隨后再用親水單體溶液對纖維表面進行接枝,接上親水的基團,從而改善織物的親水性能。采用該方法有設(shè)備簡單、投資低、污染小、效率高的特點。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是涉及一種在化纖、紗線或其織物上通過電暈活化接枝親水基團的技術(shù)。
本明采用電暈放電技術(shù)對化纖、紗線或是織物進行電暈放電處理,使纖維或是織物的纖維表面產(chǎn)生自由基、陽離子或是陰離子基團,然后再和親水性的烯類單體進行聚合接枝反應(yīng)。
采用電暈放電技術(shù)對化纖、紗線或是織物進行處理,然后再接上親水性基團的技術(shù)有在大氣中可進行、無游離聚合物產(chǎn)生、投入費用少、一些印染的舊設(shè)備可改造應(yīng)用的優(yōu)點。
本技術(shù)適用于丙綸、腈綸、滌綸、尼龍纖維及其紗線和織物的處理,也可用于含有這些纖維的混紡制品。經(jīng)處理后的這些纖維、紗線或是織物有良好的親水性和表面極性。
本發(fā)明的主要工藝可表示如下把所需處理的纖維、紗線及織物,在電暈放電的電場中處理一定時間,使其表面產(chǎn)生自由基或離子基團,然后立即進入親水單體溶液,進行接枝聚合反應(yīng),接上親水單體基團。取出擠壓去沒反應(yīng)的單體,洗滌、干燥即得到親水改性的纖維、紗線或織物。
本發(fā)明采用的電暈產(chǎn)生的電壓是3000-12000伏,電極間距為1-30毫米,功率根據(jù)纖維、紗線、織物以及運行的速度,可以10瓦到500瓦的范圍內(nèi)變化。
被處理的纖維、紗線或織物的原材料可以是聚丙烯、聚丙烯腈、聚酯、聚酰胺,也可用于含有這些纖維的混紡制品。
被接枝的親水單體是丙烯酸鈉、丙烯酸鉀、丙烯酸銨、丙烯酸酯聚氧乙烯醚、丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基磺酸鈉、乙烯基磺酸鉀或乙烯基磺酸銨。
接枝反應(yīng)是在上述這些親水單體的水溶液中進行的,這些單體在水溶液中的重量百分濃度是10-50%。
接枝反應(yīng)溫度為50-80℃,反應(yīng)時間為5-40分鐘。
采用上述工藝的接枝率在10~40%之間可任意調(diào)節(jié)。
具體實施例方式通過以下實施例將有助于理解本發(fā)明,但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
采用本發(fā)明所述的工藝,將所需處理的纖維、紗線或織物,在電壓是3000-12000伏的,功率為10~500瓦的電暈放電的電場中處理,使其表面產(chǎn)生自由基或離子基團,然后立即進入親水單體溶液,進行接枝聚合反應(yīng),接上親水單體基團。取出擠壓去除沒反應(yīng)的單體,洗滌、干燥即得到含親水基團改性的纖維、紗線或織物。
其具體方案的配方、工藝與結(jié)果如下所述。
實施例中所用原料均為市購商品,表面活性劑的名稱均為以上所述表面活性劑的商品名。
實施例1將腈綸長絲以每分鐘10米的速度通過電壓為8000伏、功率為20瓦的電暈放電管,使腈綸纖維上產(chǎn)生自由基或離子而活化。然后進入溫度為60℃的,重量濃度為35%丙烯酸鈉水溶液中,反應(yīng)20分鐘。取出洗掉反應(yīng)液,上油、干燥即得丙烯酸鈉接枝的腈綸纖維。實際測得該纖維的丙烯酸鈉接枝率為16%。接枝后的纖維對水的接觸角極小,水在其表面可完全鋪展。
實施例2讓滌綸針織布以每分鐘4米的速度通過電壓為10000伏、功率為450瓦的電暈放電場,使滌綸針織布的滌綸纖維表面產(chǎn)生自由基或離子而活化。然后進入溫度為70℃、重量濃度為40%丙烯酰胺水溶液中,反應(yīng)15分鐘。取出洗掉反應(yīng)液,上油、干燥即得丙烯酰胺接枝處理的滌綸針織布。實際測得該滌綸針織布的丙烯酰胺接枝率為23.1%。接枝后的織物對水快速浸潤吸附,其纖維的接觸角測量表明趨向于零,水在纖維表面可完全鋪展。
實施例3讓滌綸紗線以每分鐘14米的速度通過電壓為11000伏、功率為45瓦的電暈放電管,使滌綸紗線的滌綸纖維產(chǎn)生自由基或離子而活化。然后進入溫度為65℃的,重量濃度為50%乙烯基磺酸鈉水溶液中,反應(yīng)12分鐘。取出洗掉反應(yīng)液,上油、干燥即得乙烯基磺酸鈉接枝處理的滌綸紗線。實際測得該滌綸紗線的乙烯基磺酸鈉接枝率為16.2%。接枝后的滌綸紗線中的纖維接觸角近似為零,水在纖維表面可完全鋪展。
實施例4讓丙綸長絲以每分鐘5米的速度通過電壓為7000伏、功率為40瓦的電暈放電管,使滌綸紗線的滌綸纖維產(chǎn)生自由基或離子而活化。然后進入溫度為75℃的,重量濃度為45%丙烯酸羥乙酯的水溶液中,反應(yīng)22分鐘。取出洗掉反應(yīng)液,上油、干燥即得丙烯酸羥乙酯接枝的丙綸長絲。實際測得該丙綸長絲的丙烯酸羥乙酯接枝率為38.6%。接枝后的纖維與未處理纖維相比,浸潤性明顯改善,接枝后纖維對水的接觸角小于10°。
實施例5讓尼龍長絲以每分鐘30米的速度通過電壓為4000伏、功率為45瓦的電暈放電管,使滌綸紗線的滌綸纖維產(chǎn)生自由基或離子而活化。然后進入溫度為50℃的重量濃度為10%乙烯基磺酸銨水溶液中,反應(yīng)0.5小時。取出洗掉反應(yīng)液,上油、干燥即得乙烯基磺酸銨接枝的尼龍長絲。實際測得該尼龍長絲的乙烯基磺酸銨接枝率為7.1%。接枝后的纖維對水的接觸角近似為零,水在其表面可完全鋪展。
實施例6讓尼龍平布以每分鐘4米的速度通過電壓為6000伏、功率為300瓦的電暈放電場,使平布的尼龍絲產(chǎn)生自由基或離子而活化。然后進入溫度為80℃的重量濃度為35%乙烯基吡咯烷酮水溶液中,反應(yīng)25分鐘。取出洗掉反應(yīng)液,上油、干燥即得乙烯基吡咯烷酮接枝處理的尼龍平布。實際測得該尼龍平布的乙烯基吡咯烷酮接枝率為22.4%。接枝后尼龍平布中的纖維對水的接觸角近似為零,水在其表面可完全鋪展。
實施例7讓滌棉混紡布以每分鐘6米的速度通過電壓為10000伏、功率為360瓦的電暈放電場,使滌綸棉織物的滌綸纖維和纖維素纖維都產(chǎn)生自由基或離子而活化。然后進入溫度為55℃的重量濃度為25%丙烯酸酯聚氧乙烯醚水溶液中,反應(yīng)12分鐘。取出洗掉反應(yīng)液,上油、干燥即得丙烯酸酯聚氧乙烯醚接枝的滌棉混紡布。測定其丙烯酸酯聚氧乙烯醚接枝率為13.4%。接枝后的滌棉混紡布可完全浸潤,其中纖維對水的接觸角近似為零,水在其表面可完全鋪展。
實施例8讓麻/滌混紡紗線以每分鐘15米的速度通過電壓為12000伏、功率為45瓦的電暈放電管,使麻滌混紡紗線的滌綸纖維和麻纖維都產(chǎn)生自由基或離子而活化。然后進入溫度為70℃的重量濃度為35%丙烯酸銨水溶液中,反應(yīng)24分鐘。取出洗掉反應(yīng)液,上油、干燥即得丙烯酸銨接枝的麻/滌混紡布。測定其丙烯酸銨接枝率為39.3%。接枝后麻/滌混紡紗線中的纖維對水的接觸角近似為零,水在其表面可完全鋪展。
權(quán)利要求
1.一種在化纖、紗線或其織物上通過電暈活化接枝親水基團的技術(shù),其特征是采用電暈放電技術(shù)對化纖、紗線或織物進行電暈放電處理,使纖維、紗線或織物中的纖維表面產(chǎn)生自由基、陽離子或是陰離子基團,然后再和親水性的烯類單體反應(yīng),從而接上親水化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù),其特征是將所需處理的纖維、紗線或織物,在電暈放電的電場中處理,使其表面產(chǎn)生自由基或離子基團,然后進入親水單體溶液,進行接枝聚合反應(yīng),接上親水單體基團,再經(jīng)擠壓去除未反應(yīng)的單體,洗滌、上油、干燥,即得到親水改性的纖維、紗線或織物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的技術(shù),其特征是所述的電暈產(chǎn)生的電壓是3000-12000伏和10瓦~500瓦的功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的技術(shù),其特征是所述的親水單體是丙烯酸鈉、丙烯酸鉀、丙烯酸銨、丙烯酸酯聚氧乙烯醚、丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基磺酸鈉、乙烯基磺酸鉀或乙烯基磺酸銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的技術(shù),其特征是所述的被處理的纖維、紗線或織物的原材料是聚丙烯、聚丙烯腈、聚酯、聚酰胺、或含有這些纖維的混紡制品。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的技術(shù),其特征是所述的親水單體的水溶液是指親水單體重量百分濃度為10-50%的水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的技術(shù),其特征是所述的接枝反應(yīng)條件是反應(yīng)溫度為50-80℃,反應(yīng)時間為5-40分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的技術(shù),其特征是所述的親水單體接枝纖維、紗線或織物的接枝率在10~40%可任意調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明是一種在化纖、紗線或其織物上通過電暈活化接枝親水基團的技術(shù)。本發(fā)明是把所需處理的纖維、紗線或織物,在電壓3000-12000伏,功率為10~500瓦的電暈放電的電場中處理,使其表面產(chǎn)生自由基或離子基團,然后進入親水單體溶液,進行接枝聚合反應(yīng),接上親水單體基團。去除未反應(yīng)的單體,洗滌、上油、干燥即得到含親水基團改性的纖維、紗線或織物。
文檔編號D06M14/26GK1699681SQ20051002590
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者于偉東, 章悅庭, 劉洪玲, 姚江薇 申請人:東華大學(xué)