改性涤纶织物的制备及性能研究

改性涤纶织物的制备及性能研究

由于其结实、耐腐、易洗、速干等优点，该面料已在生产服装材料和制品等领域得到广泛应用。然而，由于丝绸纤维的结构特征，丝绸的标准回波率仅为0.4%0.5%，且丝绸的吸湿性较差，且不透水。壳聚糖(CTS)、β-环糊精(β-CD)原料来源广泛,生物可降解,相比于目前主要应用于涤纶亲水改性的聚酯聚醚亲水剂来说具有更好的发展前景与应用空间本文先通过高碘酸钠(NaIO1实验部分1.1阳离子交换树脂涤纶织物(嘉兴欣悦天丝印染有限公司)、β-环糊精(β-CD)、高碘酸钠(AR)、壳聚糖(CTS、BR)、氢氧化钠(AR)、亚硫酸氢钠(AR)、氯型717阴离子交换树脂、钠型732阳离子交换树脂、乙酸(冰醋酸,AR)、丙酮(≥99.5%)、乙醇(无水乙醇,≥99.7%)、去离子水。除涤纶织物外,其他材料均来自国药集团化学试剂有限公司。1.2仪器、试剂与仪器EL303型电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)、PUG-9053A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)、Stuart恒温磁力搅拌器、YMPO-30型轧车(莱州元茂仪器有限公司)、R-3型定型烘干机(瑞比染色试机有限公司)、恒温恒湿箱(上海一恒科学仪器有限公司)、KRUSS-DSA25全自动接触角测量仪(大昌华嘉商业(中国)有限公司)、SW-24E型耐洗牢度仪(温州大荣纺织仪器有限公司)、NICOLETiS10型红外光谱仪(ThermoFisher)、SU1510型扫描电子显微镜(日本日立株式会社)。1.3涤纶织物的整理工艺对涤纶织物进行碱处理以促进涤纶大分子中酯基的水解。经过碱处理后的织物其纤维直径变细、质量减轻,表面形成凹坑,利于后道工序的进行称取尺寸一定的涤纶织物,放入30%氢氧化钠溶液中,浴比为1∶30,油浴加热至90℃,处理2h,减量率控制在10%~15%。织物先经温水冲洗3次,之后经冷水冲洗至干净,烘干待用1.4下搅拌、保存称取适量β-CD溶于100mL蒸馏水中,室温下加入一定量的高碘酸钠。避光条件下搅拌30min,放置暗处于5℃保存过夜。次日用5%的亚硫酸氢钠溶液滴定未反应的高碘酸钠,然后用处理好的717树脂搅拌吸附30min,再用732树脂搅拌吸附30min,分别除去溶液中的杂质阴离子和阳离子,即得到DA-β-CD水溶液1.5织物表面cts含量的确定称取一定质量的CTS加入到体积分数为1%的醋酸溶液中,搅拌直至完全溶解。为去除织物表面含有的杂质和其他物质,将一定尺寸的涤纶织物经丙酮、乙醇和去离子水洗净后烘干待用。二浸二轧配制好的CTS溶液(织物带液率为100%),70℃时预烘1h。之后将织物浸入到DA-β-CD溶液20min,110℃时焙烘30min1.6性能试验1.6.1da-1和dad的甲醛含量测试采用盐酸羟胺滴定法式中:V1.6.2纺织品调湿和标准大气的制备方法回潮率的测定参考GB/T6529—2008《纺织品调湿和试验标准大气》的方法进行。计算公式为式中:G为待测试样在恒温恒湿箱中(20℃,65%)稳定24h后的质量,g;G1.6.3耐洗性测试参照AATCC61—2003《织物皂洗色牢度标准分析方法》对改性织物进行耐洗性测试。将待测织物浸泡在含有0.225g皂片,50粒钢珠的150mL皂洗液中,温度控制在49℃,每45min为1次,洗涤30次,完成测试后对织物进行烘干称量。1.6.4加液速度的测试分别将涤纶原布和改性涤纶织物固定于载玻片上,放置于待测平台,以2μL的体积、0.16mL/min的加液速度进行测试。分别记录液滴刚滴落时和滴落一定时间后接触角的大小,并进行对比分析。1.6.5结构分析取冷冻干燥后的样品采用KBr压片法进行红外光谱测试,波数范围为4000~400cm1.6.6表面金属酶在导电胶上进行样品制样,脱水后在样品表面镀金。使用SU1510型扫描电子显微镜进行测试,其中扫描设定电压为5kV,放大倍数为500。2结果与讨论2.1da-iii-cd的性能在固定其他条件不变的情况下,改变脱水葡萄糖单元(AGU)与高碘酸钠(NaIO由表1看出,随着NaIO2.2da--cd与cts的反应β-CD在NaIO本文用数码拍照的形式记录DA-β-CD溶液(不同醛基含量的DA-β-CD溶液状态均为淡黄色透明溶液,故在此选取1个作为代表)、CTS溶液的状态和CTS溶液与醛基含量依次增加的DA-β-CD溶液(体积比为1∶1)混合10min后的状态,如图2所示。由图2可明显看出:DA-β-CD溶液与CTS溶液混合后出现凝胶状物质,说明DA-β-CD与CTS间发生反应;此外,DA随着AGU与NaIO采用KBr压片法对DA-β-CD、CTS及其交联形成的凝胶冻干物进行红外分析,结果如图3所示。观察DA-β-CD的红外谱线,在1730cm2.3联合重组和研磨丝绸亲水2.3.1da--cd醛基含量对涤纶回潮率的影响固定CTS质量分数为3%,DA-β-CD质量浓度为80g/L,研究不同醛基含量DA-β-CD对改性涤纶织物回潮率的影响,结果如表2所示。由表2可看出,随着AGU与NaIO2.3.2回潮率固定AGU与NaIO由图4可看出,随着CTS质量分数的增加,改性涤纶织物的回潮率随之增加。当CTS质量分数为3.0%时,改性涤纶织物的回潮率达到2.28%。这是因为CTS质量分数越高,整理到织物上的CTS量也就越多,与DA-β-CD发生交联的CTS也就越多,改性涤纶织物的回潮率也就越高。2.3.3亲水整理剂da--cd浓度对改性涤纶织物回潮率的影响固定AGU与NaIO由图5可看出,随着DA-β-CD质量浓度的增加,改性涤纶织物的回潮率呈上升趋势。当DA-β-CD质量浓度为100g/L时,改性涤纶织物的回潮率达到2.29%。这是因为亲水整理剂DA-β-CD还充当了交联剂的角色,其分子内的醛基与CTS大分子内的氨基发生希夫碱反应,形成稳定的交联网络,在涤纶织物表面形成一层均匀的亲水膜。随着DA-β-CD浓度的增加,更多的CTS参与交联反应,从而提高了改性涤纶织物的回潮率。但当DA-β-CD质量浓度增加到80g/L后,改性涤纶织物的回潮率基本趋于平缓。2.3.4da--cd质量浓度对cts水性的影响在以上单因素变量对改性涤纶织物亲水性影响的结果中得出:在CTS质量分数为3%、DA-β-CD质量浓度为80g/L、AGU与NaIO2.4涤纶织物表面化学改性通过扫描电子显微镜观察改性前后涤纶织物的表面形貌,结果如图6所示。由图6(a)可看出,未改性的涤纶织物表面光滑,纤维间彼此独立且排列较为疏松。而改性后的涤纶织物如图6(b)所示,涤纶纤维之间的空隙被填满,在纤维表面形成了一层膜状物质。由此推测DA-β-CD与CTS交联成膜沉积在纤维之间与纤维表面,交联网络虽然不溶于水,但赋予涤纶织物明显改善的亲水性。2.5改性涤纶织物的亲水性能对在最优亲水改性条件下得到的涤纶织物进行接触角测试,结果列于表4和图7、8。通过表4可看出:未改性的涤纶织物接触角基本保持在122°左右,液滴大小变化不大;而改性后的涤纶织物接触角在水滴入织物的瞬间就降为84.7°,随后在2s内迅速降为0,说明经过DA-β-CD/CTS改性后的涤纶织物亲水性能得到了较为明显的提升。由图7可看出,未改性涤纶织物的接触角在20s内变化不大,液滴基本维持原状。图8(a)示出改性后涤纶织物液滴刚滴下时的形状,而图8(b)则是20s后的状态,可看出液滴已测不出接触角,说明改性后织物的接触角有了显著的改善。2.6改性织物回潮率5个样品的质量变化及回潮率见表5。改性织物的质量减少率基本保持在4%~7%之间,置于恒温恒湿箱内一定时间,改性织物的回潮率随着洗涤次数的增加有所下降,但影响不大。说明经过DA-β-CD/CTS改性后的涤纶织物耐久性尚可。3涤纶纤维表面形态表征1)采用轧—烘—焙工艺,以β-CD和CTS为原料,先将β-CD氧化成DA