專利名稱：電暈活化接枝親水基團(tuán)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(tuán)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
化纖是一個(gè)價(jià)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(yùn)動(dòng)，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(duì)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(huì)在接枝過程中，產(chǎn)生更多的是非接枝的均聚物。如對(duì)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(diǎn)，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(yuǎn)芳.聚酯短纖維輻射接枝改性.吉林工學(xué)院學(xué)報(bào)(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(zhǔn)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(duì)織物進(jìn)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(qǐng)?zhí)枮?1104538.4)采用低溫等離子體對(duì)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(jiǎn)單、投資少、操作方便、可連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，目前已有專利是用它來對(duì)纖維改性。如用電暈放電對(duì)高強(qiáng)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(qǐng)?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(duì)纖維表面處理，再接上疏水基團(tuán)，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(qǐng)?zhí)枮?7107829.7的專利)。
本發(fā)明采用常壓電暈放電技術(shù)對(duì)織物進(jìn)行表面預(yù)化處理，隨后再用親水單體溶液對(duì)纖維表面進(jìn)行接枝，接上親水的基團(tuán)，從而改善織物的親水性能。采用該方法有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資低、污染小、效率高的特點(diǎn)。

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(tuán)的技術(shù)。
本明采用電暈放電技術(shù)對(duì)化纖、紗線或是織物進(jìn)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(tuán)，然后再和親水性的烯類單體進(jìn)行聚合接枝反應(yīng)。
采用電暈放電技術(shù)對(duì)化纖、紗線或是織物進(jìn)行處理，然后再接上親水性基團(tuán)的技術(shù)有在大氣中可進(jìn)行、無游離聚合物產(chǎn)生、投入費(fèi)用少、一些印染的舊設(shè)備可改造應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。
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(chǎng)中處理一定時(shí)間，使其表面產(chǎn)生自由基或離子基團(tuán)，然后立即進(jìn)入親水單體溶液，進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)，接上親水單體基團(tuán)。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(yùn)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(jìn)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(shí)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(shí)施例方式通過以下實(shí)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(chǎng)中處理，使其表面產(chǎn)生自由基或離子基團(tuán)，然后立即進(jìn)入親水單體溶液，進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)，接上親水單體基團(tuán)。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(tuán)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(shí)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(shí)施例1將腈綸長(zhǎng)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(jìn)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(shí)際測(cè)得該纖維的丙烯酸鈉接枝率為16％。接枝后的纖維對(duì)水的接觸角極小，水在其表面可完全鋪展。
實(shí)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(chǎng)，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(jìn)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(shí)際測(cè)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(duì)水快速浸潤吸附，其纖維的接觸角測(cè)量表明趨向于零，水在纖維表面可完全鋪展。
實(shí)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(jìn)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(shí)際測(cè)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(shí)施例4讓丙綸長(zhǎng)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(jìn)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(zhǎng)絲。實(shí)際測(cè)得該丙綸長(zhǎng)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(duì)水的接觸角小于10°。
實(shí)施例5讓尼龍長(zhǎng)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(jìn)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(shí)。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(zhǎng)絲。實(shí)際測(cè)得該尼龍長(zhǎng)絲的乙烯基磺酸銨接枝率為7.1％。接枝后的纖維對(duì)水的接觸角近似為零，水在其表面可完全鋪展。
實(shí)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(chǎng)，使平布的尼龍絲產(chǎn)生自由基或離子而活化。然后進(jìn)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(shí)際測(cè)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(duì)水的接觸角近似為零，水在其表面可完全鋪展。
實(shí)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(chǎng)，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(jìn)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(cè)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(duì)水的接觸角近似為零，水在其表面可完全鋪展。
實(shí)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(jìn)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(cè)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(duì)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(tuán)的技術(shù)，其特征是采用電暈放電技術(shù)對(duì)化纖、紗線或織物進(jìn)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(tuán)，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(chǎng)中處理，使其表面產(chǎn)生自由基或離子基團(tuán)，然后進(jìn)入親水單體溶液，進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)，接上親水單體基團(tuán)，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(shí)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(tuán)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(chǎng)中處理，使其表面產(chǎn)生自由基或離子基團(tuán)，然后進(jìn)入親水單體溶液，進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)，接上親水單體基團(tuán)。去除未反應(yīng)的單體，洗滌、上油、干燥即得到含親水基團(tuán)改性的纖維、紗線或織物。
文檔編號(hào)D06M14/26GK1699681SQ20051002590
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)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(qǐng)人:東華大學(xué)