聚酯纖維功能改性研究進(jìn)展

聚酯纖維功能改性研究進(jìn)展

中國是一個主要的纖維生產(chǎn)和消費大國，只有600萬噸絲綢。然而，由于傳統(tǒng)品種生產(chǎn)規(guī)模的快速擴(kuò)張，總量明顯不足，品種獨特、技術(shù)難度低的矛盾日益突出。普通纖維已不能滿足國內(nèi)外市場對產(chǎn)品多樣化、功能化的需求,致使化學(xué)纖維及紡織行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益嚴(yán)重滑坡。賦予常規(guī)化學(xué)纖維新的功能,是目前化纖新材料研究領(lǐng)域的重點和熱點之一?；瘜W(xué)纖維功能化的主要途徑就是通過選用理想的功能助劑,采用共聚或共混的方法進(jìn)行化學(xué)或物理改性達(dá)到目的。國內(nèi)外有關(guān)化纖功能化的研究,一般僅限于賦予纖維單一功能,即使國外有極少數(shù)雙功能纖維的報道,基本上也是添加2種或多種不同功能的助劑,而獲得雙功能或多功能效果。纖維的功能化、多功能化改性對提升纖維的科技含量,滿足不同領(lǐng)域的需求,提高纖維產(chǎn)品的附加值有極大意義。1改性纖維素的制備纖維的單功能改性主要有以下幾種,如:阻燃改性、抗靜電改性、可染色改性、抗菌改性、抗熔融改性及遠(yuǎn)紅外纖維、防紫外纖維、芳香纖維等等。其中,文獻(xiàn)報道較多的有阻燃改性、抗靜電改性、可染色改性、抗菌改性等。1.1阻燃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)纖維的極限氧指數(shù)一般較低,非常容易燃燒,所以有必要對其進(jìn)行阻燃改性。根據(jù)阻燃劑與纖維大分子結(jié)合方式和加工方法的不同,阻燃改主的方法可分為4種:共聚阻燃改性、共混阻燃改性、皮芯型復(fù)合紡絲和阻燃后整理。其中共聚阻燃改性和共混阻燃改性型的阻燃劑是研究的熱點。聚酯用阻燃劑主要有鹵系阻燃劑和磷系阻燃劑2種,聚酯用鹵系阻燃劑主要為多溴二苯醚磷系阻燃劑彌補(bǔ)了鹵系阻燃劑的不足,有機(jī)磷系阻燃劑在高聚物最初分解的階段起作用,它改變了高聚物的分解模式,使高聚物脫水而碳化,阻止高聚物高溫分解產(chǎn)生可燃性氣體,凝固層能夠隔絕熱量的傳遞,從而達(dá)到阻燃的效果納米材料所具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等特殊效應(yīng)使納米材料在很多方面都有其獨到的一面。將納米材料應(yīng)用于阻燃方面1.2聚酯纖維抗靜電整理纖維中由于極性基團(tuán)少、結(jié)構(gòu)規(guī)整度高、疏水性強(qiáng)、絕緣性好,使紡絲、拉伸、紡紗和編織過程產(chǎn)生的靜電很難消除。消除靜電的方法一般是通過增強(qiáng)其表面親水性以降低其表面電阻,加快靜電荷的泄漏;或者混入導(dǎo)電纖維,使靜電以電暈放電的形式散失。聚酯纖維抗靜電劑一般用高分子型聚乙二醇及其衍生物。這類聚合物與PET的相容性較好,對纖維的性能影響小,能改善其吸濕性、易染性、抗起毛起球性等。在聚合或紡絲過程中添加PEG進(jìn)行共聚、共混改性或復(fù)合紡絲,可達(dá)到抗靜電效果。最早通過PET與PEG二元共混紡絲獲得抗靜電纖維1.3聚酯纖維的抗菌改性抗菌改性的產(chǎn)品主要應(yīng)用在服裝、衛(wèi)生用品、醫(yī)療用品、勞保用品及體育用品等。一般是通過在切片合成過程中或在紡絲過程中加入抗菌劑,賦予纖維及其織物抗菌性,抑制細(xì)菌繁殖,提高服裝的穿著舒適性。聚酯纖維的抗菌改性主要是通過共混的方法獲得。將抗菌防臭藥物制成母粒與原料共混熔融紡絲無機(jī)抗菌劑在聚酯方面應(yīng)用得比較多,載體主要為天然非金屬礦物2阻燃抗靜電改性雙功能改性主要有以下幾種:阻燃抗靜電、阻燃可染色、阻燃抗融熔改性、阻燃抗起球、阻燃抗菌,還有可染色抗靜電改性等。研究較多的是阻燃抗靜電、阻燃可染色、阻燃抗融熔等雙功能改性。目前雙功能改性應(yīng)用的主要方法有共聚、共混和后整理等。2.1阻燃納米纖維根據(jù)阻燃改性和抗靜電改性的特點,阻燃抗靜電改性主要有共聚、共混、復(fù)合紡絲、后整理和添加納米材料等。納米材料有很多平常材料所達(dá)不到的優(yōu)點,所以有人嘗試將納米材料用于聚合物防靜電阻燃改性2.2阻燃常溫常壓可染聚酯多元共聚一般來說阻燃劑的加入或多或少地改變了聚酯的結(jié)構(gòu)。適量地加入阻燃劑,不僅能起到阻燃的作用,而且能改變滌綸的染色性能從阻燃可染色滌綸的發(fā)展趨勢來看阻燃常溫常壓可染聚酯多元共聚是在合成聚酯的初期,分別將共聚型阻燃劑、可染色第三單體、聚酯單體等加入到反應(yīng)體系中共聚。共混是將染色聚酯和共混型阻燃劑通過共混擠出阻燃可染色聚酯的另一個發(fā)展途徑是將阻燃滌綸和腈氯綸按一定的比例混紡,把阻燃滌綸的強(qiáng)力高、成本低和腈氯綸的燃燒炭化的優(yōu)點結(jié)合起來,開發(fā)一種復(fù)合面料2.3邊蔓延,引發(fā)“二次火災(zāi)”聚酯纖維在使用過程中的一個比較大的缺點是預(yù)熱熔融、滴落,其高溫熔融滴落物不僅能灼燒身體,而且熔滴的高溫物質(zhì)能夠作為二次火源引燃周圍的其他易燃物,使火災(zāi)繼續(xù)向周邊蔓延,引發(fā)“二次火災(zāi)”。所以,對聚酯不僅要進(jìn)行阻燃改性,還應(yīng)該賦予聚酯抗熔融的性質(zhì),盡量減少“二次火災(zāi)”的發(fā)生。國際上對高分子材料的抗熔融滴落的研究取得了一定成就,美國通用電氣公司膨脹型阻燃劑的分子中同時具有酸源、炭源或集酸源、炭源和氣源于一體,在受熱時可發(fā)泡膨脹,生成具有海綿狀的隔氧絕熱泡沫層,起到很好的阻燃抗熔融作用。但是,膨脹型阻燃劑一般添加量都較大,在纖維中的應(yīng)用受到了很大的限制。研制高效的膨脹型阻燃劑,降低添加量,將是膨脹型阻燃劑在纖維應(yīng)用中需要解決的瓶頸問題2.4防火、抗菌和改性阻燃抗菌聚酯主要是應(yīng)用在服用方面。文獻(xiàn)3助劑對聚酯性能的影響目前的雙功能改性主要是通過加入2種或多種助劑來實現(xiàn)的,這種方法獲得的功能化聚酯最大的缺點是多種助劑的加入