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改性涤纶织物的结构设计及性能研究摘要：改性涤纶织物是一种具有特殊性能的织物材料。
本文通过分析改性涤纶织物的结构设计和性能研究，探讨了其在纺织行业中的应用前景。
关键词：改性涤纶织物，结构设计，性能研究，应用前景引言改性涤纶织物是指通过对涤纶纤维进行化学物质改性处理后得到的一种织物材料。
它具有较好的抗菌性、防紫外线性能、防静电性能等特点，因此在纺织行业中具有广泛的应用前景。
本文将主要从改性涤纶织物的结构设计和性能研究两个方面进行探讨。
改性涤纶织物的结构设计改性涤纶织物的结构设计是其性能优良的重要保证。
首先，改性涤纶纤维的纺丝工艺需要精确控制，以保证纤维的均匀性和稳定性。
其次，纺丝后的纤维应通过合适的纺纱工艺进行加工，以使纤维间的结合更加牢固。
最后，经过织造工艺的加工，改性涤纶织物应具有适当的纱线密度和纹理，以满足不同需求。
改性涤纶织物的性能研究改性涤纶织物的性能研究是为了进一步改进其抗菌性、防紫外线性能、防静电性能等特点。
在抗菌性能研究中，可以通过添加抗菌剂或采用纳米技术等手段，提高织物的抗菌性。
在防紫外线性能研究中，可以通过添加紫外线吸收剂或改变纤维结构等方法，提高织物的防紫外线性能。
在防静电性能研究中，可以通过改变纤维表面形态或添加导电剂等措施，提高织物的防静电性能。
改性涤纶织物的应用前景改性涤纶织物具有广泛的应用前景。
在医疗领域，抗菌性能优良的改性涤纶织物可用于制作医用口罩、手术衣等防护用品。
在户外运动领域，具有防紫外线性能的改性涤纶织物可用于制作防晒衣物、帐篷等用品。
在电子领域，具有防静电性能的改性涤纶织物可用于制作电子元器件的防护材料。
结论改性涤纶织物的结构设计和性能研究是其应用的关键环节。
通过合理的结构设计和优化的性能研究，改性涤纶织物可具备更多特殊性能，满足不同领域的需求。
随着科技的不断进步，相信改性涤纶织物将在纺织行业中发挥更加重要的作用。
涤纶的改性方法研究--文献综述第一章绪论1.1引言涤纶纤维是工艺最简单的合成纤维,涤纶也是目前国内产量最大的合成纤维,它具有许多良好的性能,如弹性模量好,回弹性适中、断裂强度高、热稳定性好、氧化剂以及耐腐蚀性好、抗有机溶剂性能好,耐酸、耐碱等许多优良性能[1]。
基于以上优点,涤纶结实耐用,价格便宜,深受广大消费者喜爱。
虽然涤纶纤维有诸多优点,但是涤纶纤维往往上色困难,这主要是因为涤纶纤维是疏水性的合成纤维,在涤纶纤维分子结构中缺少与染料能够结合在一起的活性基团,分子结构紧密。
同时涤纶纤维分子结构对称,结晶度较高,染色过程中阻碍了染料的扩散与吸附,结构中没有强极性基团,因此亲水性较差,缺乏能与直接染料、酸性染料、碱性染料等结合的官能团,与染料结合能力差,这在很大程度上限制了它的可染性。
虽然涤纶纤维大分子中的酯基能够与分散染料在高温下结合形成氢键的,但是涤纶大分子的分子链结构相对紧密,不易让染料分子进入道涤纶纤维的内部,导致染色困难,因此涤纶染色的色泽比较单一,直接影响到涤纶面料其他各式花色品种的开发[2]。
传统的涤纶染色主要采用高温高压法、载体法、热熔法、超临界CO2法等对涤纶进行染色[3-4]。
但是这些方法都存在一定的缺陷如:设备复杂、能源消耗较多、生产效率低,不能进行大批量生产等。
也有一些研究是先对涤纶表面进行化学改性、低温等离子体改性、紫外光接枝改性等[5],然后再采用阳离子染料、酸性染料等进行染色。
紫外光辐射具有很好的穿透力,而且接枝聚合反应可以只在材料的表面或者亚表面发生,不会损坏材料的原来所具有的性能。
紫外光不但可以通过对纺织材料进行接枝改性实现各种优异的性能,而且紫外光技术属于清洁节能技术。
紫外光具有很高的能量,并且技术简易、效率高,常压空气中就可以操作,易于实现工业化连续生产[6-9]。
这一生态染色方法既缓解了传统染色污染环境的现状,同时节约了能源,缩短了染色时长,因此具有很好的发展前景。
涤纶（）是以聚酯(PET)为原料，经熔融纺丝及后加工而制得的纤维。
聚酯是由精对苯二甲酸(FTA)或对苯二甲酸二甲酪(DMT)与乙二醇(EG)，经酪化反应后再经缩聚而生成的聚合物。
1953年美国杜邦(Dhpont)公司建成第一座工业化聚酪纤维厂，随后英国、德国、意大利、日本等国，也先后建成工业化生产装置。
特别是在80年代后，聚酪纤维在世界范围内得到了迅速的发展。
我国涤纶纤维生产起步于60年代。
70年代开始先后引进了日本、德国、瑞士、美国、法国、英国等国外先进技术及设备。
目前涤纶纤维工业已成为合成纤维中的龙头老大，发展极为迅速。
1998年我国聚酪产量达到287．4万吨，涤纶纤维产量达到357．5万吨。
第一节涤纶的品种及用途一、品种涤纶品种较为“丰富”，可分为短纤维和长丝两大类。
1．短纤维涤纶短纤维种类如下：种类规格棉型短纤维~1．5分特×33~38毫米中长型短纤维~2．5分特×65毫米毛型短纤维3~9分特×64~114毫米毛条短纤维3~9分特(单纤维)2．长丝涤纶长丝品种有预取向丝(POY)、拉伸丝(DY)、拉伸变形丝(DY)、空气变形丝(ATY)等。
如按纤维功能分类，其种类就比较繁多了，除常规涤纶外，还有有色涤纶、阳离子可染纤维、抗起球纤维、抗静电纤维、高吸水纤维、高收缩纤维、阻燃纤维等。
二、性能涤纶纤维的性能与聚合物性质(包括其分子量)，特别是纺丝及后加工条件等均有直接关系。
(1)外观：涤纶纤维一般为乳白色，亦可根据用户需要生产不同品种的产品。
在生产过程中，添加增白剂可制得纯白纤维，亦可用染料染成各种颜色而制得有色纤维。
由于纤维截面形状不同，视觉感到不同光泽。
随着消光剂(二氧化钻)添加数量不同，可制得满足用户需要的不同光泽度纤维，形成超有光纤维、有光纤维、半消光纤维、全消光纤维。
(2)密度：涤纶纤维密度随其结晶度和取向度不同而不同，一般在1．38~1．40克／厘米3。
第３８卷第２期２０２３年４月安㊀徽㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报J o u r n a l o fA n h u i P o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y V o l ．３８N o ．２A pr ．２０２３文章编号:１６７２Ｇ２４７７(２０２３)０２Ｇ００４３Ｇ０５收稿日期:２０２２Ｇ０５Ｇ２３㊀基金项目:安徽工程大学引进人才科研启动基金资助项目(２０２１Y Q Q ００９);安徽省纺织工程技术研究中心和＇纺织面料＇安徽省高校重点实验室２０２１年度联合开放基金资助项目(２０２１A E T K L １５);安徽工程大学２０２１年大学生创新创业训练计划基金资助项目(S ２０２１１０３６３２３４);安徽工程大学校级科研基金资助项目(X J K Y ２０２２０５９,X J K Y ２０２２０６６)作者简介:张㊀瑾(１９９２Ｇ),女,山西灵石人,讲师,博士.通信作者:凤㊀权(１９７５Ｇ),男,安徽六安人,教授,博士.涤纶织物等离子体表面改性及其性能研究张㊀瑾,汪㊀帝,凤㊀权∗(安徽工程大学纺织服装学院,安徽芜湖㊀２４１０００)摘要:研究探讨了处理时间㊁放电气氛(A r 和O ２)和处理功率等不同的等离子体处理条件对涤纶织物润湿性能的影响,从而得到较佳的处理条件,并对较佳条件下的试样进行了分析和表征.结果表明,等离子体处理会对涤纶织物的润湿性能产生影响,在其他条件相同时,随着处理时间的延长,接触角有先减小后增加的趋势.而随着功率的增加,出现转折点的时间会变短.当处理时间为４０s ,放电气氛为A r ,处理功率为４７W 时,所得样品的润湿性能最好,为本文中最佳的处理条件.通过S E M 与F T ＧI R 的分析表明处理后的试样表面会出现刻蚀痕迹,同时它的红外光谱特征吸收峰的强度有所加强.对试样的透气性测试表明,处理后试样的透气量会减小,而且用O ２处理比用A r 处理时的透气量有明显的降低.电子织物强力机测试表明,等离子体处理对试样的力学性能影响不大.关㊀键㊀词:涤纶;等离子体;润湿性;透气性;断裂强度中图分类号:T S １５６㊀㊀㊀㊀文献标志码:A合成纤维中的涤纶纤维具有优良的物理化学性能,是目前世界上产量最多的化学纤维[１].但它和天然纤维相比因存在含水率低㊁透气性差㊁染色性差㊁容易起球起毛㊁易沾污等缺点限制了其大范围应用.为了更好地利用涤纶,人们不断对涤纶进行改性.等离子体处理技术作为一种清洁㊁节水㊁节能和处理均匀的工艺,已经逐渐被科研人员重视,在纺织品方面的应用也已经有相当多的研究成果.将涤纶织物放入等离子体发生器中进行处理,产生的粒子会对织物表面进行刻蚀,并且在其表面会形成自由基,它们会与织物表面发生化学作用,使得织物表面粗糙化,这样可以显著改善涤纶织物的润湿性能.由于等离子表面处理仅涉及到织物表面５０~１００n m 处,因此对织物原有的物理机械性能基本无影响.唐永良[２]在其文章中综述了改性涤纶的最新研究进展,主要包括舒适性涤纶㊁阻燃涤纶㊁抗凝血涤纶,以及超临界二氧化碳处理㊁纳米技术在这方面的应用,指出舒适性涤纶是改性涤纶的主要发展方向,它们可以通过改善吸湿性能㊁改变纤维截面形状㊁接枝共聚改性㊁碱水解处理㊁超仿真技术等方法制得.李景忠[３]综述了近年来对聚酯纤维进行改性的技术研究进展,主要包括光化学处理㊁胺处理㊁等离子体处理㊁生物法及微胶囊法㊁碱处理㊁表面接枝等.胺处理㊁碱处理㊁表面接枝等改性方法虽然能够极大地改善涤纶的亲水性㊁染色性㊁阻燃性㊁抗静电等,但是这些方法能耗和水耗都极大,容易造成环境污染.研究首先对涤纶织物进行预处理,除去表面的油渍㊁浆料等杂质,然后对织物进行等离子体处理,分析不同因素(放电气氛㊁时间㊁功率)对涤纶织物润湿性能的影响,用静态接触角来表征其变化,以选取较优的处理条件进而达到较好的改性效果.接着用S E M ㊁F T ＧI R 研究处理前后织物的表观形貌和化学组成变化.最后用数字式透气量仪和电子织物强力机对处理前后的织物进行测量,从而用透气量(mm /s )来表征透气性,用织物断裂时的断裂强力和断裂伸长长度来表征断裂强度和断裂伸长.１㊀实验１．１㊀材料与仪器涤纶,坯布,吴江市博泰纺织品有限公司.十二烷基磺酸钠,化学纯,国药集团化学试剂有限公司.丙Copyright ©博看网. All Rights Reserved.４４ 安㊀徽㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报第３８卷酮,化学纯,国药集团化学试剂有限公司.A r,O２,工业级,江苏天鸿化工有限公司气体分公司.常温常压等离子发生器(Q H３５０型),沈阳科圣真空仪器研发有限公司;表面张力仪(D C A TＧ２１),德国D a t a P h y s i c s;傅里叶红外变换光谱仪(N I C O L E TI S１０),赛默飞世尔科技(中国)有限公司;扫描电子显微镜(S U１５１０),日本日立公司;数字式透气量仪(Y G４６１E),中国宁波纺织仪器厂;电子织物强力机(Y G０２６C),常州第二纺织机械有限公司.１．２㊀样品制备(１)涤纶织物的前处理.在９０ħ的条件下,将涤纶织物(８c mˑ６c m)放入含有１％阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠)的水溶液中,处理３０m i n,水洗,干燥,去除表面的杂质.再将织物放入丙酮中,浸渍２４h,彻底除去表面的油剂和其他杂质,然后用去离子水清洗干净,干燥,备用[４].(２)等离子体处理.将涤纶织物(８c mˑ６c m)在常温常压等离子发生器中处理.打开等离子发生器,将清洗好的涤纶织物放入等离子发生器的反应室,启动抽气装置,先抽真空;再通入气体,调节反应室内气体压强到５０P a左右,保持动态平衡;调节各参数到实验所需的设定值以后开始放电,达到处理所需的时间后,放电停止,关闭进气阀和真空泵.再放空,等到腔体内外压力平衡后,打开腔体门,取出试样.１．３㊀测试与表征(１)织物静态接触角测量.将等离子体处理前后的织物剪裁到适当大小,并放置在测量试验台上,然后使用针头滴下一滴液体,并且拍下照片,利用表面张力仪的软件手动测量织物上的液滴静态接触角,平行测定３次,结果取平均值.(２)傅里叶红外光谱(F TＧI R)测试.首先用红外光谱仪对环境进行取样,然后分别将原样,放电气氛为O２,处理功率为４７W和处理时间６０s处理布样放到试验台上进行测量,在计算机上会显示测试的结果,保存文件[５].(３)扫描电子显微镜(S E M)表征.首先将原样,放电气氛为A r,处理功率为４７W和处理时间４０s的处理布样,放电气氛为O２,处理功率为４７W和处理时间４０s的处理布样进行制样,然后对其进行扫描电子显微镜测试,并且将放大倍数调整为５００倍,标尺为１００μm[６].(４)透气性测试.对布样(２０c mˑ２０c m)进行等离子体处理.将数字式透气量仪的测量压差调为１００P a,测量单位为mm/s,测量面积为３８．５c m２,然后对处理前后的７块布样进行透气性测试[７].(５)断裂强度测试.选择透气性测试的布样作为测试对象,并将布样剪裁为１５c mˑ５c m大小,将电子强力机的夹持长度设为１０c m,然后对这些布样进行断裂强度的测试,并记录下布样断裂时的强力(N)和伸长的长度(mm)[８].２㊀结果与讨论２．１㊀接触角测试不同等离子体处理条件(处理时间㊁放电气氛㊁处理功率)下的接触角测试结果如图１所示.从图１可以看出经过等离子体处理,涤纶织物的润湿性能有明显的变化,这是因为等离子体处理的过程中,会产生大量的电子㊁离子㊁自由基,以及处于激发态的原子,这些粒子具有极高的能量,高速运动,会溅射到织物的表面,从而会出现刻蚀,改变了表面粗糙度,进而改变织物的润湿性能[９].并且从图１a~f有一个共同的规律,即随着时间的延长,接触角呈现先减小后增大的趋势,这是因为随着处理时间的增加,溅射到织物表面的粒子,它们刻蚀到最后会把织物抹平,从而使得表面又变得光滑,织物的润湿性能与未处理的织物比较也就不会有太大的改变.在同一种放气气氛,随着处理功率的增加,它们出现转折点的时间会缩短,这是因为处理功率的增强,会更容易产生高速运动的等离子体粒子,从而使得它们对涤纶织物表面的溅射作用增强,也就使得出现转折点的时间缩短.在相同功率的条件处理下,经过O２处理后的涤纶织物,其接触角出现转折点的时间比A r处理的短,这是因为在O２的放电气氛中,放电后会产生含氧的粒子,而这些粒子溅射到织物表面,会与涤纶表面发生化学反应,使得表面产生含氧(CＧOＧC㊁OＧH)的极性基团,这些会改善织物的润湿性能[１０].纵观文中涤纶织物的处理条件可以发现,当处理时间为４０s,放电气氛为A r,处理功率为４７W时,所得样品的润湿性能最好,因此为本文中最佳的处理条件.Copyright©博看网. All Rights Reserved.图１㊀不同处理条件下接触角随时间的变化图２．２㊀F T ＧI R 表征未处理的涤纶织物和在放电气氛为O ２㊁功率为４７W ㊁处理时间６０s 的涤纶织物的红外光谱测试结果如图２a 所示;涤纶织物表面引入含氧官能团的机理图如图２b 所示.涤纶的官能团为芳环中的聚酯亚甲基㊁C ＧO ＧC ㊁ＧC O O Ｇ㊁聚酯亚甲基㊁ＧO H ,对应的特征吸收峰分别为７３０ ２０㊁１１０７ １５㊁１７６０ ２９㊁２８８４ １１㊁３４４０ ２０c m －１,从图２a 可知,等离子体处理后,这些特征吸收峰都没有改变,并且也没有出现新的特征峰,说明等离子体处理不会改变涤纶织物的化学结构[１１].但是在１１０７．１５c m －１附近的C ＧO ＧC ,３４４０．２０c m －１附近的ＧO H ,经过等离子体处理后的这两个特征吸收峰有所增强,这是因为放电过程中以O ２作为放电气氛,会产生大量的含氧粒子,这些含氧粒子会和涤纶的表面发生化学作用,从而会产生含氧基团.２．３㊀表面形貌分析未处理的织物,处理功率为４７W ㊁放电气氛为A r ㊁处理时间为４０s 的织物,处理功率为４７W ㊁放电气氛为O ２㊁处理时间为４０s 的织物的S E M 图如图３所示.从图３可以看出,经过等离子体处理过的织物,纤维表面出现一些刻痕,这是因为放电过程中,一方面等离子体中的电子㊁离子等带有很高能量的粒子,它们会撞击纤维的表面,从而发生溅射刻蚀;另一方面是等离子体中的化学活性粒子会与纤维的表面发生化学反应,从而产生化学侵蚀.溅射刻蚀和化学侵蚀,这两种作用都会导致材料表面变得粗糙,甚至出现大的凹凸起伏,从而就增加了纤维的表面粗糙度,使得织物的润湿性能得到改善[９Ｇ１０]. ５４ 第２期张㊀瑾,等:涤纶织物等离子体表面改性及其性能研究Copyright ©博看网. All Rights Reserved.R H ңR ＋H ;R ＋O ２ңR O O ;R O O ＋R １H ңR O OH＋R １ ;R ＋O ңRO R O ＋R １H ңR ＋R １OH ;R O ＋H ңR OH 图２a ㊀原样和在O ２条件下处理６０s 的红外光谱图图２b ㊀纤维表面引入含氧基团机理图图３㊀不同处理条件下涤纶织物的扫描电镜图２．４㊀透气性测试对原样测量的透气量为１２７５．５mm /s ,而在放电气氛为A r ,处理功率分别为２７W (９０s )㊁３７W (６０s )㊁４７W (３０s )的条件下处理涤纶织物,测量的透气量分别为１１２７．６mm /s ㊁１１２２．０mm /s ㊁１１２３．０mm /s ;在放电气氛为O ２,处理功率分别为２７W (４０s )㊁３７W (４０s )㊁４７W (３０s )的条件下处理涤纶织物,测量的透气量分别为９６４．９mm /s ㊁９６３．９mm /s ㊁９６７．８mm /s .研究发现,等离子处理后的布样,透气量会减小,放电气氛为A r 的那一组数据,其透气量基本在１１２０mm /s 左右,而放电气氛为O ２的那一组数据,其透气量基本在９６０mm /s 左右.这是因为等离子体处理过程中,高速粒子溅射到织物表面,会使得它的表面变得粗糙,从而气体在流动过程受到的阻力会增加,所以其透气量也就会减小.O ２处理的涤纶织物比A r 处理的减小得更加明显．这是因为放电过程中以O ２作为放电气氛,会产生大量的含氧粒子,它们不但会使得表面产生凹痕,改变涤纶织物表面的粗糙度,还会与涤纶织物的表面发生化学反应,在织物表面生成含氧基团,而这些基团是极性基团,因此它的处理效果也就比A r 处理得更加明显.２．５㊀断裂强度变化原样及不同等离子体处理条件下的断裂强力和断裂伸长如表１所示.从表１可知,等离子体处理对涤纶织物的断裂强力和断裂伸长影响并不明显.因为粒子只与涤纶织物表面碰撞,因此改性仅涉及５０~１００n m 处,它们不会改变涤纶的分子结构,涤纶分子仍然是对称型芳环结构的线性大分子,所以改性前后影响不大.表１㊀不同样品断裂强力和断裂伸长的测试结果(原样强力:６４N ,伸长:１００．７mm )气体功率/W 断裂强力/N 断裂强度/(N /５c m )断裂伸长/mm 无无６４５３．３１００．７A r２７６５５４．２１０２．３３７６７５５．８１０８．４４７６１５０．８１００．２气体功率/W 断裂强力/N 断裂强度/(N /５c m )断裂伸长/mm O ２２７６３５２．５１００．５３７６２５１．７１０１．３４７６４５３．３１００．８３㊀结论等离子体处理后的涤纶织物,接触角会发生变化,随着时间的延长,呈现先减后增的趋势;在同一处理６４ 安㊀徽㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报第３８卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.放电气氛中,随着处理功率的增加,出现转折点的时间会缩短;在相同功率的条件处理下,经过O ２处理后的涤纶织物,其接触角出现转折点的时间比A r 处理的短.等离子体处理前后涤纶织物的红外吸收光谱没有变化,在O ２气氛下处理后CＧO ＧC 和ＧO H 的特征峰有所增强,并且经等离子体处理后纤维表面出现一些刻痕.等离子体处理后布样的透气量会减小,经O ２处理的涤纶织物比A r 处理的透气量减小得更明显.等离子体处理前后织物的断裂强度和伸长没有明显变化.参考文献:[１]㊀谢峥．涤纶仍是最重要的合成纤维[J ]．印染,２０１４,６:５１Ｇ５２．[２]㊀唐永良．改性涤纶研究进展[J ]．合成纤维工业,２００６,２９(２):５３Ｇ５５．[３]㊀李景忠．聚酯纤维表面改性的研究进展[J ]．化学与黏合,２０１３,３５(５):５３Ｇ５５．[４]㊀王春莹,王潮霞．真空氧等离子体表面改性涤纶织物研究[J ]．合成纤维工业,２０１０,３３(５):２８Ｇ３３．[５]㊀陈森,陈英．低温等离子体引发的涤纶织物的接枝改性[J ]．北京服装学院学报,２００７,２７(３):６Ｇ１２．[６]㊀Z HA N G C ,F A N G K．S u r f a c e m o d i f i c a t i o no f p o l y e s t e r f a b r i c sf o r i n k j e t p r i n t i n g w i t ha t m o s p h e r i c Ｇpr e s s u r ea i r /A r p l a s m a [J ]．S u r f a c e&c o a t i n g s t e c h n o l o g y ,２００９,２０３(１４):２０５８Ｇ２０６３．[７]㊀张建祥,王桂芝,崔金德,等．纺织品透气性测试[J ]．印染,２００９,２３:３８Ｇ４０．[８]㊀任永花,李瑾．羊毛单纤维的强力测试方法改进[J ]．现代纺织技术,２００６,１４(１):３９Ｇ４１．[９]㊀T I MK O H ,D J U R A B E K O V AF ,C O S T E L L EL ．M e c h a n i s mo f s u r f a c em o d i f i c a t i o n i n t h e p l a s m a Ｇs u r f a c e i n t e r a c t i o n i n e l e c t r i c a l a r c s [J ]．P h ys i c a l r e v i e wB ,２０１０,８１(１８):１２４８Ｇ１２５０．[１０]B O R C I AC ,B O R C I AG ,D UM I T R A S C U N．R e l a t i n g p l a s m a s u r f a c em o d i f i c a t i o n t o p o l y m e r c h a r a c t e r i s t i c s [J ]．A p pl i e d P h y s i c sA ,２００８,９０(３):５０７Ｇ５１５．[１１]D O R A IR ,K U S HN E R MJ ．A m o d e l f o r p l a s m am o d i f i c a t i o no f p o l y p r o p y l e n eu s i n g a t m o s p h e r i c p r e s s u r ed i s c h a r g e s [J ]．J o u r n a l o f p h y s i c s da p p l i e d p h ys i c s ,２００３,３６(６):６６６Ｇ６８５．T h eP r o p e r t i e s o fP o l ye s t e rF a b r i cw i t hP l a s m a S u rf a c eM o d i f i c a t i o n Z H A N GJ i n ,WA N G D i ,F E N G Q u a n ∗(S c h o o l o fT e x t i l e s a n dG a r m e n t ,A n h u i P o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y ,W u h u２４１０００,C h i n a )A b s t r a c t :T h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t p r o c e s s i n g c o n d i t i o n sw i t h t r e a t e d t i m e ,d i s c h a r g e a t m o s p h e r e (A r a n d O ２)a n d p r o c e s s i n gp o w e ro n w e t t i n gp r o p e r t y o f p o l y e s t e r f a b r i cw e r ee l a b o r a t e d ．T h eb e t t e r t r e a t e d c o n d i t i o n s o n p o l y e s t e r f a b r i c b yp l a s m aw a so b t a i n e d ,t h e s t r u c t u r e a n d p r o p e r t y o f t h e s a m p l e su n d e r b e t t e r p l a s m a t r e a t e d c o n d i t i o n sw e r e a n a l y z e d a n d c h a r a c t e r i z e d ．T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t pl a s m a t r e a t Ｇm e n t h a d r e m a r k a b l e e f f e c t s o n t h ew e t t i n gp r o p e r t y o f p o l y e s t e r f a b r i c ．T h e c o n t a c t a n g l eo f p o l y e s t e r f a b r i cd e c r e a s e d f i r s t l y a n d t h e n i n c r e a s e dw i t h i n c r e a s i n g t r e a t e d t i m e u n d e r t h e s a m e t r e a t e d p o w e r a n d g a s ．T h e t i m e o f o c c u r r i n g c o n t a c t a n g l e t u r n i n g p o i n t s h o r t e n e dw i t h t h e i n c r e a s e o f t r e a t e d p o w e r ．W h e n t h e t r e a t m e n t t i m e i s ４０s ,t h e d i s c h a r g e a t m o s ph e r e i sA r ,a n d t h e t r e a t m e n t p o w e r i s ４７W ,t h ew e t t a Ｇb i l i t y o f t h e s a m p l e o b t a i n e d i s t h e b e s t ,w h i c h i s t h e b e s t t r e a t m e n t c o n d i t i o n i n t h i s p a p e r ．S E Ma n dF T ＧI Rr e s u l t s s h o w e d t h a t e t c h i n g t r a c e o c c u r r e do n t h e s u r f a c e o f t h e t r e a t e d s a m p l e s ,a n d t h e i n t e n s i t y o f c h a r a c t e r i s t i c a b s o r p t i o n p e a ks l i g h t l y i n c r e a s e d ．T h e a i r p e r m e a b i l i t y o f s a m pl e s i n d i c a t e d t h a t t h e p e r Ｇm e a b i l i t y o f t r e a t e d s a m p l e s d e c r e a s e d i n c o m p a r i s o nw i t h t h a t o f u n t r e a t e d s a m p l e s ．T h e p e r m e a b i l i t y o f s a m p l e sw i t ho x y g e n t r e a t m e n tw a s o b v i o u s l y l o w e r t h a n t h a t o f s a m p l e sw i t ha r go n t r e a t m e n t ．T h e r e Ｇs u l t s o f e l e c t r o n i c f a b r i c s s t r e n gt hm a c h i n e s h o w e d t h a t p l a s m a t r e a t m e n t h a d l i t t l e e f f e c t o nm e c h a n i c a l p r o p e r t y o f p o l y e s t e r f a b r i c ．K e y w o r d s :p o l y e s t e r f a b r i c ;p l a s m a ;w e t t i n g ;a i r p e r m e a b i l i t y ;b r e a k i n g s t r e n g t h ７４ 第２期张㊀瑾,等:涤纶织物等离子体表面改性及其性能研究Copyright ©博看网. 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涤纶的化学改性
涤纶织物最基础的改性当属碱减量工艺了
使涤纶织物在一定浓度下的NaOH溶液中浸渍一段时间后，使涤纶织物表面发生刻蚀，原本光滑的纤维表面产生微小的坑洞，削弱了纤维原本的镜面反射，增强了漫反射，光泽会更加柔和，同时细小的坑洞也使得水汽有缝隙可以通过，可以提高织物的吸湿透气性。
使质感和光泽类似于真丝纤维，是制造涤纶仿真丝的必要一步。
主要是因为涤纶织物的主要成份是聚对本二甲酸乙二酯，其中的酯基非常容易在碱性条件下被破坏，提现出来的就是纤维部分被溶解掉，在表面产生了微小的坑洞。
同时，紫外光和等离子气体也不是接枝的处理方法，其中等离子气体是通过物理手段对纤维进行刻蚀，产生更加特殊的织物风格。
一般接枝的方法使引入新的基团，接枝在原有基团上，从化学本质上改变纤维的功能，例如引入吸水性更强的基团，来改善涤纶织物稀释透气性不佳的缺点。
或者可以通过树脂交联剂等方式，使特殊功能的纺织助剂结合在涤纶织物之上，使产品更加富有差异化，例如增重、增深、芳香、抗紫外、抗菌、阻燃等。
改性涤纶的发展【转载】发布者：日期：2011-04-031941年英国Whenfield和Dikson以对苯二甲酸和乙二醇为原料合成了聚对苯二甲酸乙二酯，并制成了纤维，在我国商品名为涤纶。
涤纶于1946年在英国工业化生产，1953年开始在世界范围内大规模工业化生产，1971年开始在数量上超过尼龙，成为第一大合成纤维。
由于涤纶具有强度高、弹性好、保型性好、尺寸稳定性高等优异性能，由其织成的衣物经久耐穿，电绝缘性好，易洗快干，具有“洗可穿”的美称，因而被广泛应用于服装、装饰、产业等领域。
但是涤纶由于内部分子排列紧密，分子间缺少亲水结构，因此回潮率很小，吸湿性能差。
在相对湿度为95％的条件下，其最高吸湿率为0.7％，由于其吸湿性差，抗静电性不好，涤纶织物透气性不好，染色性差，抗起毛起球性差。
针对涤纶使用性能的缺陷，其改性研究主要有：一是物理改性方法，主要在涤纶的生产过程中进行物理共混改性；二是化学改性方法，运用化学接枝或嵌段的方法改变涤纶的分子链结构，改善涤纶的服用性能。
1 涤纶的染色改性涤纶纤维是疏水性的合成纤维，缺乏能与直接染料、酸性染料、碱性染料等结合的官能团。
虽然具有能与分散染料形成氢键的酯基，但是涤纶分子链结构紧密，染料分子不易进入纤维内部，致使染色困难，色泽单调，直接影响到涤纶面料花色品种的开发。
由于涤纶的结晶度高，纤维中只存在较小的空隙，当温度较低时，分子热运动改变其位置的幅度较小，在潮湿条件下，涤纶纤维又不会象棉纤维那样能通过剧烈溶胀而使空隙增大，染料分子难以渗透到纤维内部。
涤纶染色时通常只能用分散染料进行染色，并且必须在高温高压下或借助载体进行染色。
为了提高涤纶的染色性能，从分子结构上考虑，提高分子链的疏松程度，将有助于染料分子的进入。
改善染色性能主要采用的方法有：(1)与分子体积庞大的化台物共聚；(2)与具有可塑化效应的化合物混合纺丝；(3)导入具有醚键那样的和分散性染料亲和性好的基团。
采用共聚方法改性制得的涤纶树脂熔点低，结晶度低，纤维的热性能和机械性能受到一定程度的损害。
阳离子染料可染改性方法是将涤纶染色改性剂，如简苯二甲酸二甲脂-5-磺酸钠(俗称三单体，英文缩写SIPM)与涤纶共聚，共聚后的涤纶分子链中引入了磺酸基团，可用阳离子染料染色，所染织物色彩鲜艳，染料吸尽率高，大幅度减少了印染废水的排放，共聚聚酯切片又能增加抗静电、抗起毛球及吸湿性能，是近年来改善涤纶染色性能的主要方法之一。
日本尤尼吉卡公司用4份含磺酸基团的间苯二甲酸盐单元的阳离子可染聚酯与1份乙二醇／聚乙二醇／磺酸基间苯二甲酸钠／对苯二甲酸的嵌段共聚物共混纺丝，可制成具有高染色深度的超细纤维；在纺丝前或纺丝过程中，加人阳离子活性剂和少量变性剂与BAET共聚。
使其成为无规线型聚合体后，其可纺性变好。
这种改性涤纶不但可用阳离子染料染色，且还兼有抗起球性并提高了缩皱回复性。
另外在阳离子可染纤维推出的同时．一种以1，4丁二醇代替乙二醇作为第二单体的改性涤纶(PBT)也加入了差别化涤纶的行列。
以丁二醇代替乙二醇不仅使分子链的柔性大大增加，而且纤维的染色性能也大为改善，达到常压沸染。
但由于1，4丁二醇的原料价格远高于乙二醇，而使PBT纤维在价格上缺乏竞争优势。
因此目前主要是在常规PET中把l，4丁二醇作为第三单体加入，这样不仅使纤维的价格有所下降，而且其染色性能得到改善，热稳定性要大大优于阳离子可染纤维。
2 涤纶的抗起球改性涤纶织物容易起球的原因与纤维性状有密切关系，主要是纤维间抱合力小、纤维的强度高、伸长能力大，特别是耐弯曲疲劳、耐扭转疲劳与耐磨性好，故纤维容易滑出织物表面，一旦在表面形成小球后，又不容易脱落。
在实际穿用和洗涤过程中。
纤维不断经受摩擦，使织物表面的纤维露出于织物。
在织物表面呈现出许多令人讨厌的毛茸，即为“起毛”，若这些毛茸在穿用中不能及时脱落，就互相纠缠在一起，被揉成许多球形小粒，通常称为起球。
影响织物起毛、起球的因素主要有：(1)组成织物的纤维；(2)纺织工艺参数；(3)染整加工；(4)服用条件。
已经采用的抗起球措施有：(1)降低聚酯的分子量，使纤维的耐摩擦牢度、抗弯曲疲劳性与强度下降，使纤维在织物表面形成的小球较易脱落；(2)改变纤维断面形状。
异形截面纤维，如“T”形或“Y”形，在弯曲时易折断，纤维缠结成簇较圆形纤维困难；(3)降低纤维的伸长率、增加短纤维长度、短纤纱的捻度，或用后整理加工等方法来获得抗起球效果，如将PET纤维浸入180～240℃的碱金属甲醇溶液中进行处理；(4)利用混纺的方法提高抗起球性，如将l：1的棉和PET混纺制得抗起球纤维。
AKZO Nobel NV公司开发出了一种具有较高抗起球性能的聚酯纤维和纱线。
生产时将聚乙烯醇嵌段共聚物作为分离相均匀地加入到聚酯混合物中，这种配方特殊的聚合物中至少含有90％摩尔的聚乙烯对苯二甲酸盐，聚合物是在聚酯混合物发生共聚以后加入的，它所占的重量比是1％～7％，当聚合物与聚酯混合物混合均匀后采用普通纺丝方法可制得具有抗起球特性的涤纶纤维。
3 抗静电、防污和吸湿改性涤纶纤维涤纶的另一严重缺点是吸水性差，容易被油类所圬染，在低湿度的场合下易带静电荷。
抗静电纤维的制造方法有：(1)用耐久性抗静电剂涂于织物上；(2)将耐热性抗静电剂分散在聚酯熔体中，纺丝织成织物；(3)将聚酯分子链进行共聚改性，将共聚物熔融纺丝，改善聚酯纤维的抗静电性能。
通常所采用的可反应和可溶性的抗静电添加剂有甘醇醚类和二羧酸酰胺类和西佛碱类化舍物。
改善高聚物纤维的抗静电性能和吸湿性能，通常通过共聚等方法在聚合物中引入亲水基团，提高其吸湿性能，降低比电阻。
例如在PET的生产过程中，加入适量聚乙醇(PEG)，经过共同缩聚而制得PET—PEG嵌段共聚物，以此作为改性剂加入到PET中混合纺丝，用以改进涤纶产品的抗静电性和吸湿性。
上世纪90年代后，日本的钟纺、帝人、东丽、可乐丽等公司都进行了导电纤维系列研究。
东丽公司开发的高白度导电复合纤维，可乐丽公司开发了由炭黑和热塑性弹性体组成的具有永久导电性能的合成共轭纤维，还开发了用于军装和工作服的白色抗静电聚酯长丝，用其织成的织物不仅具有优良的抗静电性，还具有优良的手感、染色性、强度、抗洗涤性和耐化学性。
由ICI纤维公司开发的Epirtopic纤维是一种独特的导电纤维，其应用非常广泛，其芯是聚酯，皮层是聚酯和间苯二酸酯的共聚物，在生产时，它浸渍于黑炭粒中。
国内导电纤维的研究起步较晚，浙江大学、浙江省冶金研究所与杭州孔雀化纤集团股份有限公司开发了一种镀复合导电涤纶，它用普通PET作为基体，在其表面镀上一层聚丙烯腈，再在聚丙烯腈上镀上复合导电的Cu2S，制得具有与普通PET物理性能基本相同的导电纤维，该纤维的导电性能耐久，由其纺成的38支纱的电阻可小于100Ω．cm-1。
导电纤维用途广泛，其中最早用于地毯，是当前用量最大的领域，其它方面主要用于抗静电、除尘工作服，一般衣料及产业材料等领域。
抗静电除尘工作服主要用于石油、天然气等危险品工作场地、半导体、电子工业、精密仪器、医药卫生等领域，其用途和市场正在不断地扩大。
国内近年来对吸水纤维进行了研究开发，如北京服装大学开发的PBT／PET中空微孔复合纤维，显示出优异的吸水性和保水性；天津石化公司涤纶厂与北京服装大学共同开发的高吸水中空涤纶短纤能快速地吸收、传递、释放水分，并纺制出近l0t 2.5dtex的高吸水短纤，与纺织厂家联合开发出高吸湿面料，制作的运动服具有良好的穿着舒适性；东华大学研制成功的高吸水聚酯纤维的吸水率与棉花相似，为20.5％，吸湿率为2％，是普通涤纶的5倍。
帝人公司将聚酯纤维内部配合重量平均分子量10万以上的聚烷撑氧为O.1wt％～15wt％，而且聚烷撑二醇衍生物接枝于纤维表面，吸湿耐洗，极大地改善了聚酯纤维的吸湿性。
抗静电、防污和吸湿性三者在一定程度上是紧密联系的，只要改善聚酯的亲水性，就能使这三种性能相应得到改善，同时也能在一定程度上改善涤纶的染色性能。
4 阻燃改性涤纶纤维涤纶的阻燃改性有共混改性和共聚改性两种方法。
共混改性是在聚酯切片合成过程中添加共混阻燃剂制备阻燃切片或在纺丝时添加阻燃剂与聚酯熔体共混成阻燃纤维；共聚改性是在合成聚酯过程中加入共聚型阻燃剂作单体通过共聚方法制备阻燃聚酯。
按生产工艺过程对阻燃方法进行分类，可归纳为以下5种：(1)在酯交换或缩聚阶段加入反应型阻燃剂进行共缩聚；(2)在熔融纺丝前向熔体中加入添加型阻燃剂；(3)普通聚酯与含有阻燃成分的聚酯进行复合纺丝；(4)在聚酯纤维或织物上与反应型阻燃剂进行接枝共聚；(5)对聚酯纤维织物进行阻燃后处理。
可用于聚酯纤维的添加型阻燃剂比较多，添加阻燃剂也是聚酯纤维最初的阻燃改性方法。
阻燃剂主要有卤素阻燃剂和磷系阻燃剂。
在卤素阻燃剂中又以溴类阻燃剂的阻燃效果为最好，且可与通过锑类化合物(如三氧化二锑)与其形成协效作用来提高其阻燃效果。
在磷系阻燃剂中各种有机磷酸酯、无机磷酸酯以及氧化磷等阻燃剂都可以用于聚酯纤维阻燃改性。
其中芳香族磷酸酯热分解稳定性好，加入到聚酯熔体中对聚酯的热降解影响较小，从而不会影响纺丝工艺和纤维的性能。
目前，添加型阻燃剂在一些小的聚酯纤维生产企业中得到了广泛的应用。
聚酯纤维用反应型阻燃剂是指分子中含有阻燃元素(磷、氯、溴、氟)及活性基团(羧基、羟基以及酸酐等)的小分子阻燃剂。
反应型阻燃剂将逐渐取代添加型阻燃剂。
通常加入较低含量(3％～8％)的阻燃剂就可以使纤维具有良好的阻燃效果。
可用于聚酯纤维的反应型阻燃剂包括卤素和磷系阻燃剂。
目前国际上最常用的是磷系共聚型阻燃剂。
磷系阻燃剂对聚酯纤维具有良好的阻燃效果，且燃烧过程中无毒性气体的生成。
属于环保友好型阻燃体系。
在酯交换或缩聚阶段加入反应型阻燃剂进行共缩聚，由于共聚阻燃单体通过共缩聚反应固定在共聚酯链上，成为构成大分子链上的一个组分，因此此种方法对PET纺丝性能影响较小，代表了纤维用阻燃聚酯发展的主流。
如在合成阻燃聚酯时，添加4wt％～5wt％2一羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)阻燃剂制成的聚酯纤维切片，氧指数可达到32％～33％；反应活性好，能够得到高分子量的无毒无味、具有较高的热稳定性及氧化稳定性和耐水性的聚酯切片。
5 结语随着合成纤维工业的发展，人们生活水平的不断提高及科学技术的不断进步，人们对涤纶纤维的改性研究将得到更加深入的发展，改性后的涤纶织物以及涤纶混纺织物的应用将更加广泛，民用、装饰、工业用涤纶的比例将会有进一步变化。
涤纶织物本身所具有的优异性能，加上改性后所赋予织物的鲜艳色泽、良好的手感、抗起毛起球性以及吸湿抗静电性，将极大地推动聚酯纤维工业的发展。
