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您当前的位置： 一种耐污纺织纤维材料生产工艺的制作方法
2021-01-13 10:01:12|
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起点商标网 本发明属于纤维材料改性制备领域，具体地，涉及一种耐污纺织纤维材料的生产工艺。
背景技术：
：纤维是天然或人工合成的细丝状物质，纺织纤维则是指用来纺织布的纤维，纺织纤维分为天然纤维和化学纤维两种，其中涤纶是常见的化学合成纤维，以精对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的高聚物-聚对苯二甲酸乙二醇酯，经纺丝和后处理制成的纤维。涤纶用途很广，大量用于制造衣着面料和工业制品。涤纶具有极优良的定形性能，涤纶纱线或织物经过定形后生成的平挺、蓬松形态或褶裥等，在使用中经多次洗涤，仍能经久不变。涤纶的断裂强度和弹性模量高，热稳定性好，耐热和耐光性好等等，由于诸多优点使得涤纶纤维广泛应用于过滤液体、服装面料等领域，成为目前世界上产量最多的化学纤维。但是现有的普通涤纶纤维织物存在吸湿性低，透气性差，易产生静电、易玷污等缺点，因此改善涤纶的亲水性能、耐污性，成为涤纶行业发展的热点。cn201610987489.5公开了一种表面亲水涤纶的微波辅助醇解方法，利用微波辅助醇解技术局部破坏聚酯纤维中的酯键，形成亲水性的基团(羟基和羧基)，在不用整理剂的情况下，获得具有高耐久性的表面亲水性涤纶织物；cn201510318313.6公开了一种表面亲水涤纶的微波辅助氨解方法，利用微波辅助氨解技术局部破坏聚酯纤维中的酯键，形成亲水性的基团(羟基和羧基)，在不用整理剂的情况下，获得具有高耐久性的表面亲水性涤纶织物。以上两种办法都是利用酯纤维中的酯键的断裂，分别与醇、氨发生亲核取代反应，引入亲水性的基团(羟基和羧基)，但是一方面已有报道提出纤维醇解、氨解的时效性还有待研究，另一方面获得的纤维耐污性能无法保证。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种耐污纺织纤维材料生产工艺，该方法与以前的方法相比，通过等离子处理-化学接枝的复合技术，得到一种耐污纺织纤维，同时在涤纶表面引入含氟链段和羧基，同时提高了涤纶的亲水性和耐油耐污性。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种耐污纺织纤维材料生产工艺，包括以下步骤：步骤s1：接枝单体溶液的配制：以接枝单体为溶质，以三氯乙烷为溶剂，配成溶质质量分数为15-30％的溶液；步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的接枝单体溶液中浸渍1-1.5h，后取出涤纶纤维晾干；步骤s3：接枝共聚：将经过步骤s2处理的涤纶纤维用低温氩等离子体处理，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，烘箱85℃干燥2h，得一种耐污纺织纤维材料。进一步地，步骤s1中的接枝单体为混合单体，为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基丙烯酸酯中的一种或两种与丙烯酸十二氟庚烷、2，2，2-三氟乙基丙烯酸酯中的一种或两种按任意比例混合的混合物。进一步地，步骤s1中的接枝单体，最优地，甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸十二氟庚烷按照摩尔比2:1配比混合。进一步地，步骤s2中，涤纶纤维与接枝单体溶液的重量比为1:25-30。进一步地，步骤s2中，浸渍温度为25℃。进一步地，步骤s3中等离子发生方法为直流辉光。进一步地，步骤s3中等离子输出功率为100-160w。进一步地，步骤s3中等离子技术的真空度为30-50pa。进一步地，步骤s3中等离子处理时间为5-10min。本发明的有益效果：本发明提供的一种耐污纺织纤维材料的生产工艺，利用了等离子处理-化学接枝的复合技术改性涤纶纤维获得一种耐污纺织纤维，有效地改变了涤纶亲水性能、耐污性能。其中，利用等离子体技术，是因为等离子体含有大量反应活性极高的电子、离子、分子、自由基等，能够对涤纶的表面进行了包括两方面改性：一是单纯通过等离子体处理、引发涤纶纤维表面结构变化；二是利用低温等离子体引发涤纶与接枝单体间的接枝聚合，不仅简化了涤纶与接枝单体的接枝反应工艺，还提高了反应效果。在步骤s1，使用混合单体，同时在涤纶表面引入含氟链段和羧基，通过在涤纶纤维表面引入羧基，利用了羧基的亲水性增加涤纶的亲水性能，增强了易去污性，引入含氟链段，利用含氟链段铺展于纤维表面，呈现有机氟表面特性，表面张力大大降低，拒油拒污性大大提高，从而降低了污渍在涤纤维表面的粘附力，增加了涤纶纤维的耐污性能。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：步骤s1：接枝单体溶液的配制：以接枝单体为溶质，以三氯乙烷为溶剂，配成溶质质量分数为25％的溶液，接枝单体为甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸十二氟庚烷10份；步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的单体溶液中浸渍1.5h，纶纤维与浸渍液体的重量比为1:25，后涤纶纤维取出晾干；步骤s3：接枝共聚：将进过步骤s2处理的涤纶纤维用直流辉光发生方式、真空度为30pa、输出功率为130w的低温氩等离子体处理6min，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，烘箱85℃干燥2h，得一种耐污纺织纤维材料。实施例2：步骤s1：接枝单体溶液的配制：以接枝单体为溶质，以三氯乙烷为溶剂，配成溶质质量分数为25％的溶液，接枝单体为丙烯酸10份、甲基丙烯酸甲酯10份、丙烯酸十二氟庚烷10份；步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的单体溶液中浸渍1.5h，纶纤维与浸渍液体的重量比为1:25，后涤纶纤维取出晾干；步骤s3：接枝共聚：将进过步骤s2处理的涤纶纤维用直流辉光发生方式、真空度为30pa、输出功率为130w的低温氩等离子体处理6min，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，烘箱85℃干燥2h，得一种耐污纺织纤维材料。对比例1：步骤s1：接枝单体溶液的配制：以接枝单体为溶质，以三氯乙烷为溶剂，配成溶质质量分数为25％的溶液，接枝单体为甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸十二氟庚烷0份；步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的单体溶液中浸渍1.5h，纶纤维与浸渍液体的重量比为1:25，后涤纶纤维取出晾干；步骤s3：接枝共聚：将进过步骤s2处理的涤纶纤维用直流辉光发生方式、真空度为30pa、输出功率为130w的低温氩等离子体处理6min，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，烘箱85℃干燥2h，得一种纺织纤维材料。对比例2：步骤s1：接枝单体溶液的配制：以接枝单体为溶质，以三氯乙烷为溶剂，配成溶质质量分数为25％的溶液，接枝单体为甲基丙烯酸甲酯0份，丙烯酸十二氟庚烷30份；步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的单体溶液中浸渍1.5h，纶纤维与浸渍液体的重量比为1:25，后涤纶纤维取出晾干；步骤s3：接枝共聚：将进过步骤s2处理的涤纶纤维用直流辉光发生方式、真空度为30pa、输出功率为130w的低温氩等离子体处理6min，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，烘箱85℃干燥2h，得一种纺织纤维材料。对比例3：步骤s1：将已净洗的涤纶纤维放入三氯乙烷1.5h，涤纶纤维与浸渍液体的重量比为1:25，后取出晾干；步骤s2：步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的单体溶液中浸渍1.5h，纶纤维与浸渍液体的重量比1:25，后涤纶纤维取出晾干；步骤s3：接枝共聚：将进过步骤s2处理的涤纶纤维用直流辉光发生方式、真空度为30pa、输出功率为130w的低温氩等离子体处理6min，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，得一种等离子处理纺织纤维材料。将上述实施例1、2、对比例1-3、未处理涤纶纤维进行编织成编织物，然后进行接触角、润湿性、耐久性、拒污性能测试，其中接触角测试选用表面张力仪进行测试，润湿性能参照aatcc79-1979试验法测试，拒油性能参照aatcc118-2007试验法测试，测试结果如下。表1实施例1、2、对比例1-3、未处理涤纶的接触角、润湿时间、耐久性测试数据表面接触角/°润湿时间/s放置10d润湿时间/s实施例140.9223267实施例246.7240314对比例154.3267347对比例266.3273351对比例360.1340560未处理涤纶71.7924924表2实施例1、2、对比例1-3、未处理涤纶的拒油性能测试等级从表1中可以看出利用等离子处理-化学接枝的复合技术改性涤纶获得一种纺织纤维表面亲水性能得到明显提高且耐久性好，实施例1、2与对比例3数据可知离子处理-化学接枝的复合技术改性涤纶的亲水性能、耐久性改变效果比单独等离子体技术处理的好。从表2中，实施例1、2与对比例1-3的拒油级别数据可知，因含氟链的加入，纤维的拒油性能得到了提高，提高了纤维的耐污性。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属
技术领域：
技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页1 2 3
背景技术：
：纤维是天然或人工合成的细丝状物质，纺织纤维则是指用来纺织布的纤维，纺织纤维分为天然纤维和化学纤维两种，其中涤纶是常见的化学合成纤维，以精对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的高聚物-聚对苯二甲酸乙二醇酯，经纺丝和后处理制成的纤维。涤纶用途很广，大量用于制造衣着面料和工业制品。涤纶具有极优良的定形性能，涤纶纱线或织物经过定形后生成的平挺、蓬松形态或褶裥等，在使用中经多次洗涤，仍能经久不变。涤纶的断裂强度和弹性模量高，热稳定性好，耐热和耐光性好等等，由于诸多优点使得涤纶纤维广泛应用于过滤液体、服装面料等领域，成为目前世界上产量最多的化学纤维。但是现有的普通涤纶纤维织物存在吸湿性低，透气性差，易产生静电、易玷污等缺点，因此改善涤纶的亲水性能、耐污性，成为涤纶行业发展的热点。cn201610987489.5公开了一种表面亲水涤纶的微波辅助醇解方法，利用微波辅助醇解技术局部破坏聚酯纤维中的酯键，形成亲水性的基团(羟基和羧基)，在不用整理剂的情况下，获得具有高耐久性的表面亲水性涤纶织物；cn201510318313.6公开了一种表面亲水涤纶的微波辅助氨解方法，利用微波辅助氨解技术局部破坏聚酯纤维中的酯键，形成亲水性的基团(羟基和羧基)，在不用整理剂的情况下，获得具有高耐久性的表面亲水性涤纶织物。以上两种办法都是利用酯纤维中的酯键的断裂，分别与醇、氨发生亲核取代反应，引入亲水性的基团(羟基和羧基)，但是一方面已有报道提出纤维醇解、氨解的时效性还有待研究，另一方面获得的纤维耐污性能无法保证。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种耐污纺织纤维材料生产工艺，该方法与以前的方法相比，通过等离子处理-化学接枝的复合技术，得到一种耐污纺织纤维，同时在涤纶表面引入含氟链段和羧基，同时提高了涤纶的亲水性和耐油耐污性。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种耐污纺织纤维材料生产工艺，包括以下步骤：步骤s1：接枝单体溶液的配制：以接枝单体为溶质，以三氯乙烷为溶剂，配成溶质质量分数为15-30％的溶液；步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的接枝单体溶液中浸渍1-1.5h，后取出涤纶纤维晾干；步骤s3：接枝共聚：将经过步骤s2处理的涤纶纤维用低温氩等离子体处理，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，烘箱85℃干燥2h，得一种耐污纺织纤维材料。进一步地，步骤s1中的接枝单体为混合单体，为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基丙烯酸酯中的一种或两种与丙烯酸十二氟庚烷、2，2，2-三氟乙基丙烯酸酯中的一种或两种按任意比例混合的混合物。进一步地，步骤s1中的接枝单体，最优地，甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸十二氟庚烷按照摩尔比2:1配比混合。进一步地，步骤s2中，涤纶纤维与接枝单体溶液的重量比为1:25-30。进一步地，步骤s2中，浸渍温度为25℃。进一步地，步骤s3中等离子发生方法为直流辉光。进一步地，步骤s3中等离子输出功率为100-160w。进一步地，步骤s3中等离子技术的真空度为30-50pa。进一步地，步骤s3中等离子处理时间为5-10min。本发明的有益效果：本发明提供的一种耐污纺织纤维材料的生产工艺，利用了等离子处理-化学接枝的复合技术改性涤纶纤维获得一种耐污纺织纤维，有效地改变了涤纶亲水性能、耐污性能。其中，利用等离子体技术，是因为等离子体含有大量反应活性极高的电子、离子、分子、自由基等，能够对涤纶的表面进行了包括两方面改性：一是单纯通过等离子体处理、引发涤纶纤维表面结构变化；二是利用低温等离子体引发涤纶与接枝单体间的接枝聚合，不仅简化了涤纶与接枝单体的接枝反应工艺，还提高了反应效果。在步骤s1，使用混合单体，同时在涤纶表面引入含氟链段和羧基，通过在涤纶纤维表面引入羧基，利用了羧基的亲水性增加涤纶的亲水性能，增强了易去污性，引入含氟链段，利用含氟链段铺展于纤维表面，呈现有机氟表面特性，表面张力大大降低，拒油拒污性大大提高，从而降低了污渍在涤纤维表面的粘附力，增加了涤纶纤维的耐污性能。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：步骤s1：接枝单体溶液的配制：以接枝单体为溶质，以三氯乙烷为溶剂，配成溶质质量分数为25％的溶液，接枝单体为甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸十二氟庚烷10份；步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的单体溶液中浸渍1.5h，纶纤维与浸渍液体的重量比为1:25，后涤纶纤维取出晾干；步骤s3：接枝共聚：将进过步骤s2处理的涤纶纤维用直流辉光发生方式、真空度为30pa、输出功率为130w的低温氩等离子体处理6min，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，烘箱85℃干燥2h，得一种耐污纺织纤维材料。实施例2：步骤s1：接枝单体溶液的配制：以接枝单体为溶质，以三氯乙烷为溶剂，配成溶质质量分数为25％的溶液，接枝单体为丙烯酸10份、甲基丙烯酸甲酯10份、丙烯酸十二氟庚烷10份；步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的单体溶液中浸渍1.5h，纶纤维与浸渍液体的重量比为1:25，后涤纶纤维取出晾干；步骤s3：接枝共聚：将进过步骤s2处理的涤纶纤维用直流辉光发生方式、真空度为30pa、输出功率为130w的低温氩等离子体处理6min，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，烘箱85℃干燥2h，得一种耐污纺织纤维材料。对比例1：步骤s1：接枝单体溶液的配制：以接枝单体为溶质，以三氯乙烷为溶剂，配成溶质质量分数为25％的溶液，接枝单体为甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸十二氟庚烷0份；步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的单体溶液中浸渍1.5h，纶纤维与浸渍液体的重量比为1:25，后涤纶纤维取出晾干；步骤s3：接枝共聚：将进过步骤s2处理的涤纶纤维用直流辉光发生方式、真空度为30pa、输出功率为130w的低温氩等离子体处理6min，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，烘箱85℃干燥2h，得一种纺织纤维材料。对比例2：步骤s1：接枝单体溶液的配制：以接枝单体为溶质，以三氯乙烷为溶剂，配成溶质质量分数为25％的溶液，接枝单体为甲基丙烯酸甲酯0份，丙烯酸十二氟庚烷30份；步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的单体溶液中浸渍1.5h，纶纤维与浸渍液体的重量比为1:25，后涤纶纤维取出晾干；步骤s3：接枝共聚：将进过步骤s2处理的涤纶纤维用直流辉光发生方式、真空度为30pa、输出功率为130w的低温氩等离子体处理6min，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，烘箱85℃干燥2h，得一种纺织纤维材料。对比例3：步骤s1：将已净洗的涤纶纤维放入三氯乙烷1.5h，涤纶纤维与浸渍液体的重量比为1:25，后取出晾干；步骤s2：步骤s2：浸渍：将已净洗的涤纶纤维放入配好的单体溶液中浸渍1.5h，纶纤维与浸渍液体的重量比1:25，后涤纶纤维取出晾干；步骤s3：接枝共聚：将进过步骤s2处理的涤纶纤维用直流辉光发生方式、真空度为30pa、输出功率为130w的低温氩等离子体处理6min，然后在质量浓度为2g/l的皂液中95℃下皂洗5min，水洗2次，得一种等离子处理纺织纤维材料。将上述实施例1、2、对比例1-3、未处理涤纶纤维进行编织成编织物，然后进行接触角、润湿性、耐久性、拒污性能测试，其中接触角测试选用表面张力仪进行测试，润湿性能参照aatcc79-1979试验法测试，拒油性能参照aatcc118-2007试验法测试，测试结果如下。表1实施例1、2、对比例1-3、未处理涤纶的接触角、润湿时间、耐久性测试数据表面接触角/°润湿时间/s放置10d润湿时间/s实施例140.9223267实施例246.7240314对比例154.3267347对比例266.3273351对比例360.1340560未处理涤纶71.7924924表2实施例1、2、对比例1-3、未处理涤纶的拒油性能测试等级从表1中可以看出利用等离子处理-化学接枝的复合技术改性涤纶获得一种纺织纤维表面亲水性能得到明显提高且耐久性好，实施例1、2与对比例3数据可知离子处理-化学接枝的复合技术改性涤纶的亲水性能、耐久性改变效果比单独等离子体技术处理的好。从表2中，实施例1、2与对比例1-3的拒油级别数据可知，因含氟链的加入，纤维的拒油性能得到了提高，提高了纤维的耐污性。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属
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技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页1 2 3
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