涤纶织物碱减量改性工艺研究

涤纶织物碱减量改性工艺研究

作为第一种大合成纤维，其强度高、耐腐蚀性、尺寸稳定性好，且价格适中。目前,常采用对涤纶改性的方法来提高其染色性能,使得染料易于进入涤纶纤维内部文中采用碱减量改性的方法对涤纶平布织物和涤纶塔夫织物进行处理。通过正交试验,探讨2种涤纶织物碱减量改性的最优工艺,并利用扫描电镜观察处理前后2种涤纶织物表面形态结构。选用弱酸性红RN染液对其进行染色,以上染率来评价处理前后两种涤纶织物的染色性能。1实验1.11.1.1拉伸强力比较涤纶平布(经密338根/10cm,纬密288根/10cm,经向断裂强力460.4N,纬向断裂强力346.4N),涤纶塔夫(经密677根/10cm,纬密410根/10cm,经向断裂强力679.3N,纬向断裂强力426.2N)。1.1.2试剂和试剂厂无水乙醇(分析纯,天津恒兴化学试剂制造有限公司),硝酸(分析纯,西安福晨化学试剂有限公司),氢氧化钠(分析纯,天津市河东区红岩试剂厂)。1.2仪器、试药与仪器YG026B型电子织物强力机(宁波纺织仪器),JA1203N型电子天平(上海精密科学仪器公司),HH-6型恒温水浴锅(金坛市荣华仪器制造有限公司),Quanta600F型扫描电镜(美国FEI公司),U-3310型紫外可见分光光度计(日本日立公司)。1.3naoh溶液制备工艺涤纶织物碱减量改性原理为:将涤纶织物置于一定温度和浓度的NaOH溶液中,聚酯大分子链上的酯键发生水解,使得其纤维直径变细、质量减轻、表面粗糙程度增加1.4正交试验设计选取NaOH浓度、温度与时间为影响因素,设计3因素3水平正交试验,并设定具体参数,见表1。1.51.5.1涤纶织物的预处理采用称重法对涤纶织物进行减量率测定。称取一定质量的涤纶织物放入NaOH溶液中,经过一定时间后,取出洗净,烘干称重。计算公式如下:×100%(1)式中:1.5.2织物拉伸性能依据GB/T3923.1—2013《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定》,采用YG026B型电子织物强力机对碱减量处理前后涤纶织物的断裂强力进行测试。1.5.3扫描电子显微镜采用Quanta600F型扫描电镜对碱减量处理前后涤纶织物的形貌进行观察分析。放大倍数为101.5.4织物上染率测试对碱减量处理前后涤纶织物的染色性能进行测试。分别称取一定量处理前后的涤纶织物,浸入5mg/L的弱酸性红RN溶液中,待一定时间后取出织物,测试采用U-3310型紫外可见分光光度计残液的吸光度,并计算上染率,公式如下:×100%(2)式中:2结果与讨论2.1酶改性试验结果涤纶平布和涤纶塔夫碱减量改性工艺正交试验结果如表2～3所示。2.1.1对比3种典型的织物涤纶平布和涤纶塔夫的减量率试验结果分别如表4～5所示。由表4可知,影响涤纶平布碱减量改性工艺的主次顺序为B>A>C,即温度影响最大。由于B2.1.2涤纶织物碱减量改性工艺的主次顺序以改性后涤纶平布和涤纶塔夫的断裂强力为指标的实验结果分别如表6和表7所示。由表6可看出,影响涤纶平布经向断裂强力的碱减量改性工艺的主次顺序为B>A>C,即温度影响最大。由于B由表7可看出,影响涤纶塔夫经向断裂强力的碱减量改性工艺的主次顺序为B>C>A,即温度影响最大。由于B综上所述,在保证织物基本力学性能不受影响的前提下,进行改性提高其吸附性能。根据织物经、纬向断裂强力可知,相对于时间,NaOH浓度和温度对涤纶平布和涤纶塔夫碱减量改性工艺均有着重要影响,由于两种织物的NaOH浓度和温度影响因素的优化方案均为A2.2织物表面石灰的变化涤纶平布和涤纶塔夫碱减量处理前后SEM照片分别如图1～2所示,从图中可以看出,处理前涤纶平布和涤纶塔夫表面光滑;经过碱减量处理后涤纶长丝表面产生了不同大小的凹槽。这是因为涤纶与碱液接触时,其分子链中的酯键会发生水解;同时在纺丝过程中由于消光剂的加入,会带入部分空气在涤纶长丝表面或内部形成空气泡,而这些空气泡周围也易与碱液发生反应,导致长丝表面产生不同深度、不同大小的凹坑。2.3碱减量改性涤纶织物上染性能涤纶织物碱减量处理前后对弱酸性红RN染液的上染效果如图3所示。其中,图3(1)表示涤纶平布的上染效果,图3(2)表示涤纶塔夫的上染效果。从图3中可以看出,经过碱减量改性后,涤纶平布和涤纶塔夫的上染率明显提高。当时间低于60min时,随着时间的增大,上染率不断增加;当时间高于60min时,涤纶织物上染基本达到饱和。此时,涤纶平布的上染率提高了10.13%,涤纶塔夫的上染率提高了11.93%。这是由于经过碱处理后的涤纶纤维变细、表面产生凹槽,导致纤维比表面积增加,有利于染液吸附在纤维表面。3改性工艺的影响(1)通过正交试验分析涤纶平布和涤纶塔夫的碱减量改性工艺,发现相对于时间,NaOH浓度和温度对涤纶平布和涤纶塔夫碱减量改性工艺均有着重要影响。得到改性的最优工艺:NaOH的用量为200%(owf),温度为70℃,时间为90min。(2)扫描电镜照片显示,与改性前相比,改性后的涤