一种聚酯纤维表面活化的方法技术

本发明专利技术涉及一种聚酯纤维表面活化的方法，将聚酯与含醚键或酯键的聚合物熔融共混纺丝，在此过程中通过控制二者发生微相分离使得含醚键或酯键的聚合物迁移至纤维表面后，对纤维表面的含醚键或酯键的聚合物进行微水解或微醇解形成可反应性官能团，制得表面活化的聚酯纤维。本发明专利技术的方法简单，制得的聚酯纤维力学性能优良且表面含有可反应性官能团。性能优良且表面含有可反应性官能团。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯纤维表面活化的方法


[0001]本专利技术属于聚酯
，涉及一种聚酯纤维表面处理的方法，具体是涉及一种聚酯纤维表面活化的方法。

技术介绍

[0002]聚酯纤维是纺织基础原材料，凭借其综合性价比，广泛应用在服装、家居与产业用纺织品等领域。2021年全球聚酯纤维产量达到6000万吨，产量位居所有纤维品种第一。随着终端消费需求的不断升级对聚酯纤维产品性能要求越来越高，聚酯纤维功能化提升变得越来越迫切。常规聚酯纤维具有良好的力学性能、耐磨等特点，但是其作为服用纤维材料使用时吸湿性较差，标准环境下的回潮率仅为0.4%；作为产业用如纸张增强时，常因为难于均匀分散导致增强效果差。为了改善聚酯纤维这些缺点，进行改性十分必要。针对以上的缺点，本质上是聚酯纤维缺少可反应性官能团，尤其是纤维表面化学性质呈惰性，导致其吸湿率低以及纤维表面改性难度大。如何实现聚酯纤维材料表面活化，提升其进一步应用或者反应的能力是提升聚酯纤维功能化重要的方向。
[0003]中国专利技术专利CN113756113A公开了一种基于ATP活化的羊毛纤维低温增深染色改性方法包括以下步骤：（1）羊毛纤维活化处理：将羊毛纤维浸在三磷酸腺苷，羧基苯硼酸、甲壳素微晶所构成的改性溶液中，在30
‑
50℃下恒温震荡处理20
‑
90min，取出，去离子水洗，烘干；（2）染色：将活化后的羊毛纤维织物利用酸性染料进行染色。该专利技术由于预先对羊毛纤维进行了活化处理，在纤维上引入硼酸基团，氨基，羟基等官能团，增强了羊毛纤维对酸性染料的结合能力，有效提高了酸性染料在纤维上的上染率、颜色深度和染色牢度，也使纤维具有良好的低温深染、水洗牢度。
[0004]中国专利技术专利CN110331584B公开了一种基于纤维素酶活化处理的蛋白质/纤维素纤维制备方法，是以蛋白粉和纤维素纤维为原料，将纤维素纤维依次进行烷基糖苷预处理和纤维素酶活化后，再通过交联剂聚乙烯醇缩水甘油醚接枝蛋白质，制备得到蛋白含量1~5%的蛋白质/纤维素纤维。该专利技术基于纤维素酶的专一性、高效性、绿色环保等特性，不仅制备的蛋白质/纤维素纤维蛋白质接枝效率＞50%，而且纤维的力学性能优异、服用性能优良、纺织加工性能较好。
[0005]中国专利技术专利CN103320889B公开了一种亲水性吸湿排汗聚酯纤维及其制备方法。该方法如下：将亲水改性聚酯、水溶性聚酯、含碳酸钙粉体的亲水性聚酯母粒，三种原料切片分别干燥后，按一定质量百分比共混熔融，采用异形喷丝板挤出纺丝，并经后处理加工制得涤纶长丝或短纤维。该纤维无论在酸性或碱性染色或处理环境下，都可在表面形成大量微孔或沟槽，具有较好的亲水性吸湿排汗效果，对工艺要求灵活简便；该纤维经过染色或处理工序的叠加，还可获得超高的吸湿排汗效果。采用该专利技术方法制得的异型吸湿排汗纤维，无论在涤纶纯纺或混纺面料中生产工艺灵活，并达到吸湿排汗效果的多变可调性。
[0006]从以上公开的技术来看，纤维材料的活化一般多以天然棉、羊毛等纤维为主，主要是因为这类天然纤维都含有可反应性官能团，易于在外界条件下进行化学接枝反应等。但
是合成纤维中以聚酯纤维为代表的品种，化学结构较为稳定，一般是通过引入水溶性聚酯成分在纤维材料中进一步被刻蚀，形成微孔结构，进而实现透气透湿等功能的提升，但是刻蚀所形成的微孔尺寸较大，纤维力学性能下降显著，强度下降高于20%，刻蚀形成微孔对液态形式的水分吸附具有提升但是因依旧缺乏可反应性官能团导致气态水分的吸附没有提升，标准回潮率低于1%，且无法实现活化后进一步表面的化学反应。
[0007]因此，研究一种制得的聚酯纤维力学性能优良且表面含有可反应性官能团的聚酯纤维表面活化的方法具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对常规聚酯纤维表面呈化学惰性，在实际应用纤维表面缺乏可反应性官能团限制了其在许多领域中的应用问题以及现有技术对聚酯纤维进行改性会导致其力学性能下降显著的问题，设计了一种聚酯纤维表面活化的方法。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种聚酯纤维表面活化的方法，将聚酯与含醚键或酯键的聚合物熔融共混纺丝，在此过程中通过控制二者发生微相分离使得含醚键或酯键的聚合物迁移至纤维表面后，对纤维表面的含醚键或酯键的聚合物进行微水解或微醇解形成可反应性官能团，制得表面活化的聚酯纤维；现有技术中，纤维表面活性基团引入的方法，主要是聚合物共聚阶段引入基团聚合制备得到的共聚物再去纺丝或者通过辐射的方法（辐射接枝）将基团接在纤维表面；本专利技术提供了一种新的提高纤维表面活性基团的方法，在纤维中引入一种新的组分，使得新的组分迁移至纤维表面，对新的组分进行水解或醇解形成可反应性官能团。
[0010]作为优选的技术方案：如上所述的一种聚酯纤维表面活化的方法，聚酯为纤维级聚对苯二甲酸乙二醇酯、纤维级聚对苯二甲酸
‑
1,3丙二醇酯或纤维级聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为0.65~1.25dL/g，在温度为280℃且负荷为2.16kg的条件下的熔融指数为10~30g/10min，测试参照标准为：GB/T 3682
‑
2000 热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定。
[0011]如上所述的一种聚酯纤维表面活化的方法，含醚键的聚合物为含有
‑
CH2‑
O
‑
CH2‑
链段的均聚物或共聚物；含酯键的聚合物为聚酯成分含量≥80wt%的聚合物；含醚键或酯键的聚合物在温度为280℃且负荷为2.16kg的条件下的熔融指数为30~100g/10min，测试参照标准为：GB/T 3682
‑
2000 热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定。
[0012]如上所述的一种聚酯纤维表面活化的方法，聚酯与含醚键或酯键的聚合物的质量比为99:1~90:10。
[0013]如上所述的一种聚酯纤维表面活化的方法，熔融共混纺丝的工艺参数包括：纺丝温度260~295℃，熔体挤出后无油丝特性粘度降0.02~0.10dL/g，纤维拉伸倍率2.5~5。
[0014]如上所述的一种聚酯纤维表面活化的方法，微水解是通过将纤维浸泡在温度为60~100℃且浓度为0.001~0.1mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液中1~10min实现的，其中，纤维与氢氧化钠或氢氧化钾水溶液的质量比为1:10~1:40；分散在纤维表层的聚合物活化，就是通过一定的外界条件下赋予其含有可反应性官能团，活化是在外界一定热、湿或震动等条件下进行，在微水解的条件下，纤维表层活化本质是表层的聚合物发生了微水解反应，醚
键官能团发生微水解反应生成羟基官能团，氢氧化钠作为水解反应的催化剂，可以通过添加量的多少来调控微水解反应的速率。
[0015]如上所述的一种聚酯纤维表面活化的方法，微醇解是通过将纤维浸泡在温度为150~200℃且含50~500ppm活化催化剂的二元醇中10~100s实现的，其中，纤维与二元醇的质量比为1:10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酯纤维表面活化的方法，其特征在于，将聚酯与含醚键或酯键的聚合物熔融共混纺丝，在此过程中通过控制二者发生微相分离使得含醚键或酯键的聚合物迁移至纤维表面后，对纤维表面的含醚键或酯键的聚合物进行微水解或微醇解形成可反应性官能团，制得表面活化的聚酯纤维。2.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维表面活化的方法，其特征在于，聚酯为纤维级聚对苯二甲酸乙二醇酯、纤维级聚对苯二甲酸
‑
1,3丙二醇酯或纤维级聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为0.65~1.25dL/g，在温度为280℃且负荷为2.16kg的条件下的熔融指数为10~30g/10min。3.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维表面活化的方法，其特征在于，含醚键的聚合物为含有
‑
CH2‑
O
‑
CH2‑
链段的均聚物或共聚物；含酯键的聚合物为聚酯成分含量≥80wt%的聚合物；含醚键或酯键的聚合物在温度为280℃且负荷为2.16kg的条件下的熔融指数为30~100g/10min。4.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维表面活化的方法，其特征在于，聚酯与含醚键或酯键的聚合物的质量比为99:1~90:10。5.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维表面活化的方法，其特征在于，熔融共混纺丝的工艺参数包括：纺丝温度260~295℃，熔体挤出后无油丝特性粘度降0.02~0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王山水，王丽丽，吉鹏，汤方明，陈瑞，张建光，熊克，魏存宏，杨超明，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：