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聚酯织物光接枝生态染色的研究

邵伟  
【摘要】:本论文采用2-甲基-3-丁烯-2-醇单体对活性乙烯砜染料进行改性,制备改性染料单体。然后对涤纶织物进行改性,制得碱处理改性涤纶、KH-570改性涤纶、GP-108改性涤纶、KH-570/GP-108混合改性涤纶,进而采用紫外光照射,将改性染料接枝到未改性涤纶、碱处理改性涤纶、KH-570改性涤纶、GP-108改性涤纶、KH-570/GP-108混合改性涤纶上实现织物紫外光接枝染色。采用红外光谱(FTIR)、核磁(HNMR)、扫描电镜(SEM)对改性染料、光接枝染色未改性涤纶、碱处理涤纶、光接枝染色碱处理涤纶、KH-570改性涤纶、光接枝染色KH-570改性涤纶、GP-108涤纶、光接枝染色GP-108改性涤纶、KH-570/GP-108改性涤纶、光接枝染色KH-570/GP-108改性涤纶进行了表征。探讨了pH值、反应时间、反应温度、染料与单体摩尔比对改性染料单体制备的影响;通过正交和单因素优化分析得出碱处理涤纶的最佳工艺;探讨了偶联剂体积分数、pH值、乙醇与水的体积比、KH-570/GP-108比例对KH-570改性涤纶、GP-108改性涤纶、KH-570/GP-108混合改性涤纶光接枝染色的影响;研究了光照时间、光引发剂用量对未改性涤纶和改性涤纶织物紫外光接枝染色的影响;对接枝染色前后的织物进行了染色牢度、拉伸性能、刚柔性能、透气性能测试。 通过单因素分析得到改性染料工艺为染料浓度10g/L、反应pH值为9、染料与单体摩尔比为1:1.5、反应时间为60min、反应温度70℃;通过正交优化和单因素分析得到碱处理改性最佳工艺为NaOH浓度40g/L、促进剂(十六烷基三甲基溴化铵阳离子表面活性剂)浓度1g/L、反应时间50min、反应温度80℃;KH-570改性涤纶、GP-108改性涤纶工艺为偶联剂体积分数为2%、反应pH值为4、水解时间10min、偶联温度80℃、乙醇与水体积比是9:1;KH-570/GP-108混合改性涤纶工艺为KH-570/GP-108体积比为5:5、混合偶联剂体积分数为2%、反应pH值为4、水解时间10min、偶联温度80℃、乙醇与水体积比是9:1;光接枝染色工艺为紫外光照射时间2min和引发剂质量分数为5%。改性染料FTIR谱图在1619.92cm-1处出现新峰,对应的是C=C的伸缩振动峰;在改性染料核磁谱图1.236ppm处出现新峰为反应单体中甲基的氢,因此可以证明改性染料成功制备。同时光接枝染色未改性涤纶的FTIR和SEM表征分析结果也表明,未改性涤纶光接枝染色成功。光接枝染色未改性涤纶红外谱图在1438.81cm-1处出现-CH3新峰,光接枝染色未改性涤纶的扫描电镜图片显示涤纶纤维表面出现块状物,表明改性染料单体接枝到未改性涤纶上。 碱处理涤纶扫描电镜图片显示碱处理后的纤维表面出现许多凹坑状的瘢痕,纤维间的空隙增加,变得松弛。而紫外光接枝染色后的碱处理改性涤纶纤维表面的坑状没那么明显,表明改性染料单体接枝到碱处理改性涤纶上。 KH-570改性涤纶红外谱图在1637.63cm-1处出现了新的吸收峰,是硅烷偶联剂KH-570分子中的C=C双键吸收峰;在814.80cm-1出现了Si-O-Si的弯曲振动吸收峰,这表明硅烷偶联剂KH-570包覆在了涤纶表面。光接枝染色的KH-570改性涤纶红外谱图中1637.63cm-1处的新峰消失,814.94cm-1的Si-O-Si的峰仍然存在,同时光接枝染色KH-570改性涤纶的扫描电镜图片显示涤纶纤维表面出现条状改性染料的接枝聚合物,因此可以证明改性染料接枝到了KH-570改性涤纶上。GP-108改性涤纶的红外谱图在814.80cm-1出现了Si-O-Si的弯曲振动吸收峰,光接枝染色的GP-108改性涤纶表面也出现接枝聚合物;相较于KH-570,GP-108改性涤纶纤维表面出现了相对光滑的硅烷偶联层。KH-570/GP-108混合硅烷改性涤纶在1638.04cm-1处出现了新的吸收峰,是硅烷偶联剂KH-570分子中的C=C双键吸收峰;在815.04cm-1出现了Si-O-Si的弯曲振动吸收峰,这表明混合硅烷偶联剂KH-570/GP-108包覆在了涤纶表面。紫外光接枝染色KH-570/GP-108改性涤纶曲线,1638.04cm-1处的新峰消失;814.98cm-1的Si-O-Si的峰仍然存在,表明改性染料单体接枝到KH-570/GP-108改性涤纶上。 改性后织物光接枝染色牢度比未改性织物光接枝染色牢度好,碱处理改性涤纶和光接枝染色碱处理改性涤纶的断裂强力、断裂伸长率下降、透气性增加。硅烷改性涤纶和光接枝染色硅烷改性涤纶织物的断裂强力、断裂伸长率、断裂功和断裂时间大多有所增加,弯曲刚性增加,硬挺度增大,但透气性下降。


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