UHMWPE纖維的染色改性技術(shù)研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維是繼碳纖維、芳綸纖維后的第三代高性能纖維，因具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性、耐磨性、耐沖擊性、防彈防切割、高的比強度和比模量等綜合性能，使其應(yīng)用在軍工、航天、生物醫(yī)用材料、帆布、纜繩、繩索、防切割手套等方面。但UHMWPE纖維也存在許多不足和缺陷，如表面呈化學惰性、超疏水性、差的耐熱性能、表面粘結(jié)性能及染色性能等，這些缺陷限制了UHMWPE纖維更廣泛的應(yīng)用。本文旨在通過UHMWPE纖維的表面改性，提高纖維的可

2、染性。
　　本文用不同參數(shù)的大氣壓空氣介質(zhì)阻擋放電(DBD)等離子體處理UHMWPE纖維，制得表面改性的UHMWPE纖維，并探討了等離子體處理對UHMWPE纖維分散染料染色工藝的影響。通過用示差掃描量熱法(DSC)、電子掃描顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、強力儀、毛細效應(yīng)儀、電腦測色儀、紫外-可見分光光度計等測試，分析表征了UHMWPE纖維改性前后的結(jié)晶性能、表面形貌、化學結(jié)構(gòu)、強度、吸濕性能以及染色性能。得到如

3、下結(jié)論:
　　1、DBD等離子體改性UHMWPE纖維的過程中產(chǎn)生的微熱量使纖維的分子鏈進一步規(guī)整化，致使纖維的結(jié)晶度略有增大，但不隨處理時間或功率成規(guī)律性變化;改性后纖維的表面出現(xiàn)了許多刻蝕凹坑，且這些凹坑隨著處理功率或時間的增加，逐漸變深變多，表面變得粗糙;紅外光譜分析表明，處理后的纖維與處理前相比，纖維表面出現(xiàn)了C=O和C-O等含氧基團，纖維的表面極性增加;纖維的毛細管芯吸濕高度從處理前的8.34cm提高到了最大10.98cm

4、，并隨處理時間或功率的增加而逐漸增大;纖維的強度隨處理時間或功率的增加而下降，但強度下降基本都在10％以內(nèi)。
　　2、活性、弱酸性、陽離子、分散四種染料對改性纖維的染色研究發(fā)現(xiàn)，活性染料改性前后都不能上染纖維，其他三種染料能上染纖維，但上染改善效果有差異，其中分散染料染色改善效果最明顯，染色效果也相對較好;隨著處理時間或功率的增加，分散染料染色纖維的K/S值和色差值逐漸增加;綜合考慮改性纖維的強度和染色性能，選擇80W處理27s作

5、為最佳的等離子體處理參數(shù)，此條件處理纖維的強度保留率為93.31％，染色后纖維的K/S值為1.5552、上染率為60.1％。
　　3、DBD等離子體改性纖維的分散染料染色工藝及染色前后纖維強度變化研究表明，改性后纖維表面產(chǎn)生了凹坑和一些含氧極性基團，使纖維吸附染料的速率和向內(nèi)擴散速率增加，這縮短了纖維的染色時間，降低了染色溫度和提高了染料的使用率;染后纖維的強度保留率隨染色溫度或時間的增加而下降。綜合考慮改性纖維的染色性能和染后強