鈦白粉表面改性對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纖維在化學穩(wěn)定性、熱性能、機械性能等方面具有突出的優(yōu)點，用錦綸纖維制成的產(chǎn)品彈性好、強度高、耐磨、耐用、比重小、不易蟲蛀等，一直受到廣大消費者的喜愛。然而，通常的錦綸纖維存在著:色澤強烈、無懸垂感等問題。因此，普通錦綸纖維尚不能滿足人們對其服飾織物感官上的要求。為了解決這個問題，可對纖維的成分、結(jié)構(gòu)做一些改進。隨著納米復(fù)合材料的問世，在纖維中通過添加一些無機粉體，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、化學惰性和無毒等優(yōu)點。近年來，紡織高端面料也較普遍地使用錦綸纖維，這主要歸功于全消光錦綸纖維的發(fā)展。
　　但是，由于無機納米顆粒粒徑小、比表面積大，極易發(fā)生團聚;同時，無機粉體表面基團與己內(nèi)酰胺表面基團不同，故粉體的分散性和界面相容性均會影響消光纖維的性能。通過對鈦白粉的無機包覆和有機改性，可利

3、用鈦白粉表面較多有機官能團的空間位阻效應(yīng)改善粉體的團聚情況，同時有機官能團改善了它與錦綸界面的相容性。對企業(yè)開發(fā)力學性能好、上染率高、色牢度高的錦綸纖維有重要參考價值。
　　本論文的工作內(nèi)容包括鈦白粉的超細化、無定形包覆、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全消光錦綸織物力學性能與染色性的影響。
　　論文中首先對鈦白粉進行無定形TiO2包覆，并與不同復(fù)配方偶聯(lián)劑進

4、行有機改性，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)、接觸角測試、粒度分析、紫外-可見吸收光譜、沉降測試對改性鈦白粉的結(jié)構(gòu)和性能進行了表征。實驗表明，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測試表明鈦白粉表面有機包覆率大約為4wt％;光催化性能測試結(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樹脂的相對粘度和數(shù)均分子量，通過DSC曲線可知:添加鈦白粉對PA6纖維的Tm基本沒有影響，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較差，有明顯團聚。加入改性的鈦白粉之后，PA6纖維的力學強度和伸長率都有提高，強度可達4.1cN/dte

6、x，斷裂伸長率可達28.1％。
　　最后，通過全自動織造機織造得到全消光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染料的染色效果最好，其上染率高，上染速率快，達到染色平衡時間最短。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