低熔点皮芯复合纤维性能分析及分散染料染色工艺
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纺织⾯料史上最强详解(最详细整理)1.复合弹性纤维STY是采⽤两种不同的酯类⾼聚物(PTT+PET)按⽐例经复合喷丝组件、复合纺丝加⼯技术⽽制成的弹性纤维。
具有潜在的卷缩性和低的模量,具有很⾼的伸缩性和回弹性。
特性:舒适的弹性、优良的织造加⼯性、优良的回弹性⽤途:弹性外⾐、休闲装、运动装、⼥式袜(长、短、裤袜)、弹性⽜仔系列规格: 50D/24F、75D/36F、100D/48F、150D/68F、300D/96F PTT可俗称为弹性涤纶。
(没有任何氨纶的加⼊)。
PTT纤维是聚对苯⼆甲酸1.3丙⼆醇酯(英⽂为polytrimethylene-tereph-thalate)纤维的英⽂缩写,最早是由Shell Chemical(壳牌化学公司)与美国杜邦公司分别从⽯油⼯艺路线及⽣物⽟⽶⼯艺路线通过PTA与PDO聚合、纺丝制成的新型聚酯纤维,Shell的商品名是Corterra。
Dupont的商品名是Sorona。
其中的原料PDO即1,3丙⼆醇的成本较⾼,如今⽤⽟⽶提炼成本有所下降。
由于PDO的引⼊,使得纤维结构上有了⼀个亚甲基-ch2-,从⽽纤维呈螺旋状,这就是PTT纤维具有弹性的原因。
PTT纤维与PET(聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯)纤维、PBT(聚对苯⼆甲酸1.4丁⼆醇酯)纤维同属聚酯纤维。
PTT纤维兼有涤纶、锦纶、腈纶的特性,除防污性能好外,还有易于染⾊、⼿感柔软、富有弹性,伸长性同氨纶纤维⼀样好,与弹性纤维氨纶相⽐更易于加⼯,⾮常适合纺织服装⾯料;除此以外PTT还具有⼲爽、挺括等特点。
因此,在不久的将来,PTT纤维将逐步替代涤纶和锦纶⽽成为21世纪⼤型纤维。
PTT纤维具有涤纶的稳定性和锦纶的柔软性:其表现在:1、PTT织物柔软⽽且具有优异的垂性。
2、PTT织物具有舒适的弹性(优于涤纶 PET、聚对苯⼆甲酸丁⼆醇酯 PBT及聚丙烯 PP纤维,与尼龙 6或尼龙 66纤维相当)。
3、PTT织物具有优异的伸长恢复性(伸长20%仍可恢复其原有的长度)。
2020年01月皮芯型低熔点聚酯复合纤维的生产及热缩性能评价吴文锟(厦门翔鹭化纤股份有限公司,福建厦门361026)摘要:文章围绕皮芯型低熔点聚酯复合纤维(COPET/PET)的生产及热缩性能进行了探讨,采用理化方法以及显微方法对实验对象进行了检测研究和分析,最终对聚酯复合纤维实验对象的性能进行鉴定和评价,供相关人士参考。
关键词:低熔点;皮芯型;聚酯复合纤维在纺织行业中,皮芯型低熔点聚酯复合纤维(COPET/PET)是一种常见的纤维材料,具有多种应用优势,目前广泛用于手术口罩、汽车内饰等领域。
本文以皮芯型低熔点聚酯复合纤维为例,围绕该纤维的生产工艺流程及在不同处理温度和不同处理时间下的纤维性能特征、变化情况进行了分析,对聚酯复合纤维进行定性评价。
1生产流程及实验部分我司的皮芯型低熔点聚酯复合纤维(COPET/PET),皮层为熔程在110~150℃的改性低熔点聚酯(COPET),芯层为常规半消光聚酯(PET)。
我司采用皮芯复合比为50:50,在纺丝过程中不易造成皮层断裂,具有良好的物理、机械性能,热粘合性能优良。
低熔点聚酯(COPET)流程简要介绍:采用半连续间歇操作(一酯化两缩聚)的工艺流程,在聚合过程中引入第三、第四单体,改变普通PET 的分子链规整性,从而使熔点降低,形成低熔点聚酯复合纤维所需的无定型态低熔点聚酯切片(COPET)。
将配制好的PTA/EG 浆料(含第三、四单体),经泵送往酯化釜进行反应,通过酯化塔将水/EG 分离,不断去除酯化反应生成的水。
酯化完成后,物料移料至第一缩聚反应釜,将少量改性助剂加入后,升温并采用分段真空程序控制,达到聚合物反应所需的温度及真空度。
达到一定聚合度后移入终缩聚反应釜继续反应,终缩聚反应釜配备空冷系统、熔体自循环齿轮泵、德国MARIMEX 在线式粘度计、高真空绝压变送表控制反应温度、熔体出料量、动力粘度、压力,有效控制产品的反应进程,减少副反应产物的生成,反应结束时开启出料三通阀,从铸带头出料,进入切粒系统切粒。
染整概论复习资料前言染整:对纺织材料(纤维、纱线和织物)进行化学处理的过程,通常也称为印染。
染整与纺纱、织造或针织生产一起,构成了纺织品生产的全过程。
染整加工包括前处理、染色、印花和后整理。
纺织品的染整加工是借助各种机械设备,通过化学的或物理化学的方法,对纺织品进行处理的过程,主要内容包括前处理、染色、印花和整理。
通过染整加工,可以改善纺织品的外观和服用性能,或赋予纺织品特殊功能,提高纺织品的附加值,满足对纺织品性能的不同要求。
前处理(预处理,又称煮练和漂白):采用化学方法去除织物上的各种杂质,改善织物的服用性能,为染色、印花和整理等后续加工提供合格的半成品。
使后续的印染整理工序顺利进行,达到预期的加工效果;染色:染料与纤维发生物理的或化学的结合,使纺织品获得鲜艳、均匀和坚牢的色泽;印花:用染料或颜料在纺织品上获得各种图案;整理:根据纤维的特性,通过化学或物理化学的作用,改进纺织品的外观和形态稳定性,提高纺织品的服用性能或赋予纺织品阻燃、拒水拒油、抗静电等特殊功能。
第一章为绪论一、中国古代印染工艺的发展在古代中国,劳动人民长期使用矿物和植物给纺织品染色。
在长期的生产实践中,他们掌握了各种染料的提取和染色,生产出了彩色纺织品。
中国古代印染工艺的发展过程,大致可分三个转变:古代染色的染料,从天然矿物到植物染料的转变(缘于获取难易程度和染色牢度);从染色原色到色度的变化;从在织物上画花、缀花、绣花、提花到手工印花的转变(缬与凸版印花技术为代表)。
至1834年法国的佩罗印花机发明以前,我国一直拥有世界上最发达的手工印染技术。
中国古代经典印花工艺——“三瓣”夹瓣:夹瓣是一种中空双面防染印花工艺。
它用木板雕刻出两个相同图案的镂空花盘,然后将亚麻和丝绸对折,夹在两个花盘之间,用绳子绑紧,并在花盘的缝隙中注入染料。
干燥后,取下花盘,在织物上打印对称的颜色图案。
用这种方法生产的印花布被称为“jiaval”。
缬草染色法最适用于棉和大麻纤维。
低熔点熔纺氨纶的表面改性研究概述低熔点熔纺氨纶是一种应用广泛的合成纤维材料,具有较高的强度、优异的弹性和良好的染色性能,在纺织、医疗和材料科学领域都有着重要的应用。
然而,低熔点熔纺氨纶的低表面能限制了其在某些应用中的性能和适用性。
为了改善低熔点熔纺氨纶的表面性能,许多研究人员进行了表面改性的研究。
本文将探讨低熔点熔纺氨纶表面改性的相关研究进展和方法。
低熔点熔纺氨纶表面改性方法目前,常用的低熔点熔纺氨纶表面改性方法包括化学改性和物理改性两种。
1. 化学改性化学改性是通过表面反应或化学修饰来改变低熔点熔纺氨纶的表面性质。
常用的化学改性方法包括表面接枝、功能化修饰和表面涂层等。
这些方法可以改变低熔点熔纺氨纶表面的化学性质、吸附性能和润湿性能,从而提高其性能和应用范围。
表面接枝是一种常用的化学改性方法,它可以通过在低熔点熔纺氨纶表面引入功能基团来提高其表面能,增强与其他材料的结合力。
例如,通过将丙烯酸接枝在低熔点熔纺氨纶表面,可以增加其与水的接触角,改善其抗菌性能和吸湿性能。
功能化修饰是通过在低熔点熔纺氨纶表面引入含有特定功能基团的化合物来改变其表面性质。
例如,通过在低熔点熔纺氨纶表面修饰硅烷化合物,可以提高其抗静电性能和抗污染性能。
表面涂层是一种将具有特定性能的涂层材料覆盖在低熔点熔纺氨纶表面的方法,常用的涂层材料包括聚合物、金属和纳米材料等。
这种方法可以提高低熔点熔纺氨纶的抗撞击性能、耐蚀性和耐热性。
2. 物理改性物理改性是通过物理手段改变低熔点熔纺氨纶的表面结构和形态,从而改变其表面性能。
常用的物理改性方法包括等离子体处理、气体灌注和纳米处理等。
等离子体处理是一种通过将低熔点熔纺氨纶暴露在等离子体环境中,利用等离子体的化学反应和物理效应来改变其表面性质。
例如,等离子体处理可以提高低熔点熔纺氨纶表面的粗糙度、增强其润湿性能和抗菌性能。
气体灌注是一种将气体注入低熔点熔纺氨纶中的方法,通过气体的渗透和扩散作用来改变低熔点熔纺氨纶的表面性质。
浙江理工大学学报,第28卷,第1期,2011年1月Journal of Zhejiang Sci Tech U niv ersityVol.28,N o.1,Jan.2011文章编号:1673 3851(2011)01 0020 07低熔点皮芯复合纤维性能分析及分散染料染色工艺丁飞飞,汪 澜(浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,杭州310018)摘 要:在分析低熔点皮芯复合纤维的化学结构、结晶性能、热性能、吸湿性及物理机械性能的基础上,选择分散红玉SE GFL、分散黄M 4GL和分散蓝2BL N对低熔点皮芯复合纤维进行染色,研究了染色温度、时间、pH值和浴比各单因素对染色性能的影响;并通过正交试验和极差分析确定了其分散染料染色最佳工艺为:温度85 、pH值5.5、浴比130。
实验结果表明:低熔点皮芯复合纤维经该最佳工艺染色后的色深度和色牢度接近或超过普通聚酯纤维高温高压染色的相关指标。
关键词:低熔点皮芯复合纤维;分散染料;染色工艺;色深度;色牢度中图分类号:T S193.638 文献标识码:A低熔点聚酯是一种具有较低熔点的新型改性聚酯,通过在普通聚酯的聚合过程中加入多种改性组分,改变PET的分子结构,同时降低其结晶度,从而达到降低熔点的目的[1]。
低熔点聚酯与常规聚酯化学结构相似,熔点一般在90~180 之间。
它保留了聚酯原有的特性,同时具有熔点低,流动性好的特点,还与普通聚酯有很好的相容性。
另外,低熔点聚酯可以与普通聚酯复合纺丝得到皮芯复合纤维,该复合纤维可与羊毛混纺来改善毛织物的尺寸稳定性和抗起毛起球性[2 3]。
目前对低熔点聚酯的合成、结构以及性能的研究较多,低熔点皮芯复合纤维改善毛织物抗起毛起球性的研究也不少,但对其染色技术的研究还未见报道。
因此,对该低熔点皮芯复合纤维进行分散染料染色技术研究具有重要意义。
1 实验部分1.1 材料与药品普通聚酯纤维(2.2dtex,51mm),低熔点皮芯复合纤维(2.2dtex,51m m);分散红FB(200%),分散黄E 3G(200%),分散蓝2BLN(100%),分散红A CE,分散黄A CE,分散蓝ACE,分散红玉SE GFL(200%),分散黄M 4GL(200%),分散蓝RSE(200%)(浙江龙盛);醋酸(AR),扩散剂NNO(工业用),皂片(工业用), Na2CO3(AR)等。
1.2 仪器与设备JSM 5610LV扫描电镜(日本电子公司),ARL XTRA型多晶粉末X 射线衍射仪(Ther mo ARL公司), PerkinElmer Pyr is1T GA(美国Per kin Elm er公司),Spectrum One傅立叶变换红外光谱分析仪(美国Per kin Elmer公司),IR 12型红外染色机(台湾新瑞开发科技有限公司),UV 2550紫外分光光度计(Shim adzu Co rpo ration),雷磁PH S 3C型pH计,DH G 9140A型电热恒温鼓风干燥箱,SH A C数显水浴恒温振荡器(常州国华电器有限公司),FA2004电子天平(天津市天有利有限公司),风冷式日晒试验机(美国Atlas公司),YG(B)605型熨烫升华色牢度试验仪(温州大荣纺织标准仪器厂)等。
收稿日期:2010-01-08作者简介:丁飞飞(1985-),女,浙江绍兴人,硕士研究生,主要从事染整新技术研究。
通讯作者:汪 澜,电子邮箱:w lan_cn@yah 1.3 纤维性能测试方法1.3.1 形态结构将低熔点皮芯复合纤维用环氧树脂包埋,液氮冷却后脆断,镀金后用JSM 5610LV 扫描电镜观察该纤维的截面。
测试条件:温度20 。
1.3.2 化学结构将普通聚酯纤维和低熔点皮芯复合纤维切片,采用Spectr um One 傅立叶变换红外光谱仪分别对这两种聚酯纤维进行分析。
测试条件:采用溴化钾切片法,恒温20 。
1.3.3 结晶性能将普通聚酯纤维和低熔点皮芯复合纤维切片,采用X 衍射仪分别对这两种聚酯纤维进行分析。
测试条件:仪器管电压40kV 、管电流70m A 、扫描速度为4!/min,在2 =5~50!范围内读取数据,步宽为0.1!。
1.3.4 热性能将普通聚酯纤维和低熔点皮芯复合纤维切片,采用Per kinElmer Pyr is 1TGA 分别对这两种聚酯纤维进行分析。
测试条件:氮气流量20mL/min 、升温速率20 /m in 、测量温度范围40~700 。
1.3.5 回潮率称取一定量纤维在恒温恒湿室内平衡24h,放入秤量瓶中准确称量(0.0001g),然后再将纤维放入秤量瓶中置于60 条件烘箱中,烘3h,然后移入干燥器内,冷却至室温再称干重,再烘30min,再称重,直到恒重。
回潮率=(织物吸湿后的重量-织物干重)/织物干重∀100%1.3.6 拉伸性能采用YG004型电子单纤维强力仪分别对普通聚酯纤维和低熔点皮芯复合纤维进行测试。
测试条件:隔距长度20mm,拉伸速度20m m/min,预加张力0.75cN /tex 。
1.4 染色工艺实验及测试方法1.4.1 染色工艺处方扩散剂NNO/(g/L) 2;分散染料/%(ow f)1;温度/ 70、75、80、85和90;时间/min30、45、60、75和90;pH 值(用醋酸调节) 4.0、4.5、5.0、5.5和6.0;浴比1 20、1 30、1 40、1 50和1 60。
1.4.2染色工艺流程1.4.3 正交试验本文在单因素分析的基础上,固定染料用量1%(o w f)和染色pH 值5.5,以染色温度(75、80、85 )、时间(45、60、75min)和浴比(1 20、1 30、1 40)进行三因素三水平正交试验。
1.4.4 上染百分率的测定[4]采用残液法,用紫外/可见分光光度仪测定吸光度(染液中加入丙酮溶解染料),染色前后染液在最大吸收波长下的吸光度分别为A 0、A i ,按下列公式计算上染率:上染率=(A 0-A i )A 0∀100%1.4.5 K /S 值的测定表观颜色深度用K /S 表示,其大小用Kubelka Munk 公式表示为K /S =(1-R)2/2R ,R 为最大吸收波21第1期丁飞飞等:低熔点皮芯复合纤维性能分析及分散染料染色工艺长处的反射率。
在Dataco lor SF600型计算机测色配色仪上采用D65光源和10!视场测定。
1.4.6 色牢度的测定[5]耐晒色牢度参照GB/8427#87∃纺织品光致变色的检验和评定测试方法%测定;耐洗色牢度参照GB/T3921.3#l997∃纺织品色牢度试验耐洗色牢度%测定;耐热压色牢度参照GB/T 6152#1997∃纺织品色牢度试验耐压色牢度%测定。
2 结果与讨论2.1 低熔点皮芯复合纤维的性能分析2.1.1形态结构图1 低熔点皮芯复合纤维的横截面图用扫描电镜观察低熔点皮芯复合纤维截面形态,结果如图1所示。
从图1可以看出,低熔点皮芯复合纤维由低熔点聚酯与普通聚酯皮芯复合制得,其中芯层是普通聚酯,皮层是低熔点聚酯,且皮芯复合比一般在50 50左右。
由于芯层的主体纤维采用了普通聚酯,故有利于保持纤维的力学性能。
合适的皮层比例才能保证形成较佳的皮芯复合结构,若过高会使纤维强度较低,过低又容易使皮层破裂。
2.1.2 化学结构纤维自身的化学结构决定了其性能和染色机理。
为了探讨改性组分是否会影响聚酯纤维的化学结构,故采用Spectrum One 傅立叶变换红外光谱分析仪分别测定普通聚酯纤维和低熔点皮芯复合纤维的化学结构,结果如图2所示。
由图2可知,两种聚酯纤维的红外光谱吸收曲线未见明显区别,聚酯纤维的特征峰,即酯羰基的吸收峰1709.7cm -1处未发生一定的位移,同时在1300~1000cm -1区的C #O #C 的不对称伸缩振动(1300~1150cm -1附近有较强峰)和对称伸缩振动(1140~1030cm -1附近有较弱峰)也没有发生变化,说明两种纤维的化学结构没有明显区别。
这主要是因为低熔点聚酯是通过在普通聚酯的聚合过程中加入间苯二甲酸(IPA)和己二酸(A A)这两种典型化学结构的改性组分,仅仅只破坏了分子链的规整性,降低了结晶的完善性,而未改变它的化学结构。
因此仍然可以选择分散染料进行染色。
2.1.3 结晶性能为了研究改性组分对聚酯纤维结晶度的影响,采用X 射线衍射法分析了普通聚酯纤维和低熔点皮芯复合纤维结晶形态的变化,结果如图3所示。
图2 两种聚酯纤维的红外光谱图图3 两种聚酯纤维的XRD 谱图由图3可知,普通聚酯纤维的结晶性能较好,而低熔点皮芯复合纤维的XRD 谱图是馒头峰,说明该纤维分子链排列比较混乱,结晶的完善性差。
因此,与普通聚酯纤维相比,低熔点皮芯复合纤维结构比较疏松,染22 浙 江 理 工 大 学 学 报2011年 第28卷料分子更容易扩散进入纤维内部,所以在染色过程中可以适当降低染色温度。
2.1.4热性能图4 两种聚酯纤维的T G A 曲线图影响纤维热稳定性的因素主要有化学和物理两方面。
在化学方面,进行表面改性、氧化等都可以改变纤维聚合物的热稳定性;在物理原因方面,进行拉伸、辐射处理等也可以改变纤维的热稳定性。
改性组分对聚酯纤维热性能的影响如图4所示。
由图4可知,低熔点皮芯复合纤维的热性能比普通聚酯纤维的热性能略差些,初始裂解温度也略有下降。
普通聚酯纤维初始裂解的温度为407.86 ,低熔点皮芯复合纤维初始裂解的温度为402.27 ,这主要是低熔点皮芯复合纤维结晶度很低,无定形区增大,分子链更加柔软、蓬松,所以导致了它的热稳定性略有降低。
2.1.5 吸湿性纺织品的吸湿量常以回潮率表示。
由实验可得普通聚酯纤维的回潮率为0.559%,低熔点皮芯复合纤维的回潮率为0.663%,由此可知低熔点皮芯复合纤维的吸湿性略好于普通聚酯纤维的吸湿性。
这主要是改性组分破坏了低熔点皮芯复合纤维结晶完整性和无定形区的有序程度,从而为水分子提供了更多的空间。
2.1.6 拉伸性能表1 两种聚酯纤维的物理机械性能强力/cN 断裂延伸率/%断裂时间/s 普通聚酯纤维低熔点皮芯复合纤维10.8210.7629.5945.2517.7527.11 为了研究改性组分对聚酯纤维物理机械性能的影响,对普通聚酯纤维和低熔点皮芯复合纤维的强力等参数进行测试,取其平均值,结果如表1所示。
由表1可知,低熔点皮芯复合纤维和普通聚酯纤维的强力相差不大,但其断裂延伸度要远远大于普通聚酯纤维。
2.2 低熔点皮芯复合纤维的分散染料染色工艺研究合适的分散染料类型能有效地提高低熔点皮芯复合纤维的染色性能。
故用不同类型的分散染料在染色温度80 ,pH 值5.0、浴比1 30的条件下对其染色60min,结果如表2所示。