涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的混纺研究近年来，涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的混纺技术在纺织行业中得到广泛应用。
这种混纺能够综合发挥两种纤维的优点，使得纺织品具有良好的舒适性、易于维护性和抗皱性。
本文将探讨涤纶棉型短纤维与聚酯纤维混纺的研究现状、混纺比例的优化、混纺纺纱工艺和应用前景。
涤纶棉型短纤维是将涤纶段、棉型短纤维和少量涤短混纺纺纱而成。
得益于其良好的柔软度、透气性和吸湿性，涤纶棉型短纤维在纺织品中广泛应用于夏季服装、床上用品和运动装备等领域。
然而，涤纶棉型短纤维的弹性较差，易导致纺纱和织造过程中的处理问题。
与之相比，聚酯纤维具有较好的弹性和耐磨性，有助于提高纺织品的耐用性和耐久性。
混纺涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的主要目的是将两种纤维的优点进行互补，解决各自的弱点。
研究发现，混纺比例是影响混纺纺纱品质和织物性能的关键因素之一。
一般而言，涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的混纺比例在50:50到70:30之间效果较好。
适当增加聚酯纤维的含量可以提高织物的弹性和耐磨性，但过多聚酯纤维的添加可能导致舒适性下降。
另一个需要考虑的因素是混纺纺纱工艺。
混纺过程中，涤纶棉型短纤维和聚酯纤维需要进行充分的混合和均匀分布。
高速纺纱机能够提高纺纱效率和纺纱品质。
同时，选择适当的纺纱工艺参数也至关重要。
例如，控制纺纱速度、捻度和卷绕张力等参数可以影响混纺纱线的均匀性和强度。
涤纶棉型短纤维与聚酯纤维混纺纺纱技术的快速发展为纺织品的生产和应用带来了新的机会。
混纺纺纱的产品可以用于制造各种纺织品，包括服装、床上用品、家居用品和工业用纺织品。
混纺纺织品的舒适度和易护理性为消费者提供了更加便利和多样化的选择。
然而，涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的混纺仍然面临一些挑战。
首先，如何解决涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的相互吸湿性差异仍然是一个研究的重点。
其次，混纺织物的织造工艺和染色工艺需要进一步优化，以确保混纺纺织品的品质和色牢度。
此外，纺织品的循环利用和环境影响也需要引起重视。
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。
董建朋1，陈金辉2，戴霞2，任新华1，吴明华1（1．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，浙江杭州310018；2.张家港市德宝化工有限公司，江苏张家港215634）摘要：以对苯二甲酸二甲酯(DMT)、乙二醇和聚乙二醇(PEG)为原料,通过酯交换、缩聚反应制备聚酯聚醚型共聚物,并应用于涤纶织物亲水整理.研究了PEG 分子质量和n (DMT)∶n (PEG)对共聚物亲水性和耐洗性的影响,采用IR 和XRD 技术分析了共聚物的结构,采用GPC 测定其分子质量.研究结果表明:PEG 分子质量及n (DMT)∶n (PEG)对共聚物的亲水性、耐洗性有较大影响,当PEG 平均分子质量为1500,n (DMT)∶n (PEG)为3.0∶1时,共聚物结晶度为34.05%,平均分子质量为15329,具有较好的亲水性;相应共聚物整理织物的亲水吸湿、抗静电、易去污性能得到显著改善,并具有优良的耐洗性能.关键词：亲水整理剂;涤纶织物;缩聚反应;聚酯聚醚型共聚物中图分类号:TQ610.4文献标识码:A文章编号:1004－0439(2009)02－0012－04涤纶织物耐久性多功能亲水整理剂的合成及应用性能研究Research on preparation of washable multifunctional hydrophilic finishingagent for terylene fabric and its application propertiesDONG Jian -peng 1,CHEN Jin -hui 2,DAI Xia 2,REN Xin -hua 1,WU Ming -hua 1(1.Key Laboratory of Advanced Textile Material and Manufacturing Technology Ministry of Education,Zhejiang Sci-Tech.University,Hangzhou 310018,China; 2.Duplus Chemical Co.,Ltd.of Zhangjiagang,Zhangjiagang 215634,China)Abstract ：The polyester-polyether copolymer was prepared by dimethyl terephthalate (DMT),ethylene gly －col and polyethylene glycol (PEG)through ester-exchange and polycondensation reactions.The synthesized copo -lymer was applied in hydrophilic finishing for terylene fabric.The effects of PEG molecular weight and n (DMT)∶n (PEG)on hydrophilicity and washing fastness of copolymer were studied.The structure of copolymer were ana －lyzed by IR and XRD,and the molecular weight of the copolymer was measured by GPC.The results showed that as two key factors,both PEG molecular weight and n (DMT)∶n (PEG)could affect hydrophilicity and washing fastness of copolymer.When the average molecular weight of PEG was 1500and the n (DMT)∶n (PEG)was 3.0∶1,the crystallinity of copolymer was 34.05%and the average molecular weight was 15329,and the copolymer ex －hibits good hydrophilic property.The hydrophilic and hygroscopic performance,antistatic property and soil release property of the copolymer finished terylene fabric was improved remarkably and its washing fastness was excel －lent.Key words ：hydrophilic finishing agent;terylene fabric;polycondensation;polyester-polyether copolymer收稿日期：2008-06-04作者简介：董建朋(1985-),男,山东曹县人,硕士(在读),主要从事印染助剂的研发与应用.涤纶织物是典型的疏水性织物,标准回潮率只有0.4%,易产生静电、易沾污,吸水性和吸汗性差,服用时有闷热感,从而影响其服用性[1].由此,涤纶织物亲水整理应运而生,亲水整理能使涤纶织物的服用舒适性、抗静电性及易去污性能得到一定程度的改善.目前已经有多种类型的亲水整理剂,但大多耐洗性较差.聚酯印染助剂TEXTILE AUXILIARIES Vol．26No．2Feb ．2009第26卷第2期2009年2月2期聚醚型亲水整理剂分子中存在聚醚链段和聚酯链段,其中聚醚链段具有良好的亲水性,聚酯链段与涤纶结构相似,根据相似相亲原则,在受热过程中可与涤纶发生共熔、共结晶作用[2],使亲水整理剂具有良好的耐洗性.聚酯聚醚型亲水整理剂的亲水性、耐洗性好坏关键在于选择合适的聚醚结构及该结构在共聚物中所占的比例.本文采用对苯二甲酸二甲酯、乙二醇、PEG,通过单体熔融缩聚法制备聚酯聚醚型共聚物,研究PEG分子质量及其用量对共聚物亲水性及耐洗性的影响,并考察合成共聚物的应用性能及耐洗性.1实验1.1材料与仪器织物:涤纶缎类织物(100D/78F)(简称涤纶布);涤纶针织布(150D/48F)(简称针织布);涤锦经编复合毛巾布(简称毛巾布).药品:对苯二甲酸二甲酯(DMT),化学纯,国药集团化学试剂公司;乙二醇(EG),分析纯,杭州高晶精细化工有限公司;聚乙二醇(PEG),平均分子质量M n分别为400、600、800、1000、1500、2000、4000、6000,工业级,杭州汇普化工仪器有限公司;抗氧剂亚磷酸三苯酯(TPP),化学纯,上海凌峰化学试剂有限公司;酯交换催化剂醋酸锌与三氧化二锑复配物[m(醋酸锌)∶m(三氧化二锑)=1∶3]、缩聚反应催化剂醋酸锌与三氧化二锑复配物[m(醋酸锌)∶m(三氧化二锑)=3∶1],自制;分散红F-B,工业级,浙江龙盛染料化工有限公司;高温匀染剂280,工业级,德宝化工有限公司;易去污整理剂FOB,工业级,科莱恩公司;抗静电剂SN,工业级,江苏省海安石油化工厂.仪器:红外光谱仪,APL-X型射线衍射仪,凝胶渗透色谱仪.1.2聚酯聚醚型共聚物的制备在反应釜中加入一定量DMT,升温至150℃左右,待DMT完全熔融后加入一定量EG、PEG和酯交换反应催化剂,缓慢升温至190℃左右,进行酯交换反应,待馏出的甲醇达到理论量的95%以上,结束酯交换反应;加入一定量缩聚反应催化剂和抗氧剂TPP,通氮气,缓慢升温至225℃,停止通氮气,开始抽真空.维持一定的真空度,继续升温至缩聚温度,进行缩聚反应.当反应体系中基本无小分子气体排出,视为缩聚反应达到平衡,停止缩聚反应,制得聚酯聚醚型共聚物(简称共聚物).1.3应用工艺染色同浴法:染色[共聚物0.25%(owf),分散染料4%(owf),高温匀染剂2801.0g/L,浴比1∶30,130℃,60 min]→脱水(1min)→烘干→定形(175℃,60s)→待测;浸渍法:浸渍[共聚物0.25%(owf),浴比1∶30,60℃,20 min]→脱水(1min)→烘干→定形(175℃,60s)→待测;浸轧法:二浸二轧(共聚物2.5g/L,轧余率70%~75%)→烘干→定形(175℃,60s)→待测.1.4测试1.4.1共聚物结构分析采用红外光谱(IR)分析表征共聚物分子结构;采用ARL-X射线衍射仪测定共聚物结晶度;采用凝胶渗透色谱(GPC)法测定共聚物的分子质量及其分布.1.4.2共聚物应用性能亲水性:(1)吸湿性能按AATCC79标准测试.(2)导湿性能采用织物毛细效应表示[3],按FZ/T01071-1999标准测定,测试15min;抗静电性能按FZ/T01042-1996标准测试;洗涤按AATCC135标准;耐洗性:采用GB/T 8629-20015A标准对共聚物处理涤纶织物进行水洗,测定水洗后涤纶织物的毛细效应,并与水洗前毛细效应比较,判定其耐洗性;易去污性能按FZ/T10012-1998标准测试.2结果与讨论2.1聚醚链结构选择2.1.1共聚物中PEG分子质量共聚物的亲水性主要来自聚醚链段,聚醚链段及其在共聚物中所占比例直接影响共聚物的亲水性和耐洗性.聚醚链段过多,共聚物亲水性较好,但耐洗性差;过少,则亲水效果差,同时聚酯链段增多,共聚物熔点升高[4],织物热定形温度达不到共聚物的粘流温度,两者不能产生很好的共结晶作用,耐洗性不佳.文中共聚物的聚醚链段直接来源于PEG,故选取不同平均分子质量的PEG,在n(DMT)∶n(PEG)为3.0∶1、260℃缩聚1h、真空度为0.05MPa条件下合成共聚物,并将制得的共聚物对涤纶布进行浸渍处理.由图1可知,当M n<1500时,随着PEG分子质量的增加,处理涤纶布的毛细效应增加,且当PEG分子质量为1500时,毛细效应达到最大值11.5cm/15min(未处理涤纶布为3.2 cm/15min);当M n>1500后,随着PEG分子质量的增加,处理涤纶布毛细效应呈下降趋势.洗涤后,M n≤1500的PEG所合成的共聚物整理织物,毛细效应下降较少,具有较好的耐洗性;而M n>1500的PEG合成的共聚物整理织物,毛细效应下降较大,耐洗性较差.表明PEG董建朋，等：涤纶织物耐久性多功能亲水整理剂的合成及应用性能研究13印染助剂26卷ÁÂÃÂÄÂÅÂÆÂÆÁÂÁÆÃÂÃÆÄÂÄÆÅÂÁÂÃÄÅÆÇÃÁÈÆÄÃÉÅÁÂÃÄÂÅÆÃÇÁÁÂÃ2θ/(°)图3共聚物X-射线衍射(XRD)图5040302010平均分子质量对共聚物的亲水性、耐洗性有很大影响.综合考虑共聚物的亲水性和耐洗性,合成共聚物时PEG 平均分子质量取1500为宜.2.1.2n (DMT)∶n (PEG)n (DMT)∶n (PEG)对共聚物处理涤纶织物毛细效应及耐洗性的影响见图2.由图2可见:当n (DMT)∶n (PEG)=4.0∶1时,共聚物整理后涤纶布的毛细效应只有5.2cm/15min,相比未处理涤纶布(3.2cm/15min)只提高了约2cm,说明此比例合成的共聚物几乎不具有亲水性;随着PEG 用量的增加,共聚物的亲水性得到明显的提高,耐洗性也相应提高.当n (DMT)∶n (PEG)=3.0∶1时,共聚物的亲水性和耐洗性都有很大的提高;继续增大PEG 用量,共聚物的亲水性和耐洗性均呈下降趋势.表明n (DMT)∶n (PEG)对共聚物的亲水性、耐洗性有显著影响.因此,采用平均分子质量1500的PEG,按n (DMT)∶n (PEG)=3.0∶1合成的共聚物具有较好的亲水性和耐洗性.2.2共聚物的理化性能2.2.1红外光谱(IR)将所合成的共聚物进行红外光谱鉴定,各主要吸收峰的位置与基团结构的关系:3400cm -1,缔合OH 伸缩;2876cm -1,CH 2对称伸缩;1717cm -1、1275cm -1,C O 伸缩、C —O 伸缩;1468cm -1,芳环C C 伸缩;1114cm -1,C —O 伸缩、—CH 2—O —CH 2—基团特征峰;727cm -1,苯环1,4-二元取代C —H 面外弯曲.其中1717cm -1、1275cm -1为酯键基团特征吸收峰,1114cm -1为醚键基团特征吸收峰.[5]表明共聚物含有酯键、醚键结构.结合共聚物分子设计,可推测所得产物为聚酯聚醚共聚物.2.2.2XRD 图共聚物X-射线衍射(XRD)图见图3.由图3可以看出,共聚物在2θ=19.04°、23.16°有尖锐的衍射峰,表明共聚物为结晶物,经计算,其结晶度为34.05%.2.2.3凝胶渗透色谱(GPC)将所合成共聚物进行GPC 分析,测定其重均分子质量、数均分子质量和分散度系数.测定条件:WATERS公司聚苯乙烯凝胶柱HR1、HR2、HR3串联,柱温30℃,溶剂THF,流速1mL/min.GPC 测定结果:重均分子质量M W =21845,数均分子质量M z =28480,平均分子质量M n =15329,分散度系数M w /M n =1.425.GPC 分析表明共聚物具有较高的分子质量,高分子质量共聚物与涤纶纤维分子的范德华力大,整理织物耐洗牢度好;通常,分子质量大的共聚物水溶性差,溶解不方便.但该高聚物为聚酯聚醚嵌段共聚结构,分子规整性大大降低,结晶度变差(34.05%),故共聚物呈现一定的水溶性.选择合适的PEG 分子质量、用量及合成条件,可以有效解决聚酯聚醚共聚物亲水性与耐洗性之间的矛盾.2.3共聚物的应用性能2.3.1亲水性(吸湿性)共聚物的吸湿性及耐洗性见表1.—n (DMT)∶n (PEG)■—洗涤前;●—洗涤后图2n (DMT)∶n (PEG)对共聚物处理涤纶织物毛细效应及耐洗性的影响毛细效应/[c m ·(15m i n )-1]126●■2.0∶1104●●●■■■●■2.5∶13.0∶13.5∶14.0∶18表1共聚物的吸湿性及耐洗性试样吸水扩散时间/s针织布染色同浴样<1浸渍整理样<1浸轧整理样<1<1<1<1毛巾布<1<1<1初期水洗15次初期空白样17.6612.14 6.45<1<1<1水洗15次5.43—PEG 分子质量■—洗涤前;●—洗涤后图1PEG 分子质量对共聚物处理涤纶织物毛细效应及耐洗性的影响毛细效应/[c m ·(15m i n )-1]12802000●■40006000106●●●●●●■■■■■■■●142期表3共聚物的易去污性能及其耐洗性试样污布白度/%A空白样25.06共聚物整理样22.94易去污剂FOB 整理样19.34B 26.474.572.8易去污率/%A 26.475.880.0洗后污布白度/%A 41.2070.5072.89B25.0622.4525.40B 41.2070.0169.70注:采用浸渍法,以白度为86.29%的涤纶布为整理对象.表2共聚物的抗静电性能及其耐洗性试样感应电压/V针织布A空白样2353共聚物整理样453抗静电剂SN 整理样449B>1007.0768.62毛巾布A>1000.810.56半衰期/s 针织布A>1000.780.61毛巾布A262816341127B26107871062B383721052981B>1001.5737.29注:采用浸轧法,抗静电剂SN 10g/L,A 为初期,B 为水洗15次,下同.(上接11页)ea with microencapsulated ammonium phosphate for textile coating[J].Polymer Degradation and 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n为15329,结晶度为34.05%.整理涤纶织物后其亲水性、抗静电和易去污性能均明显提高,且耐洗性良好,可视为性能优良的涤纶织物多功能亲水整理剂.参考文献:[1]姚穆,周锦芳,黄淑珍.纺织材料学[M].北京:中国纺织出版社,1990:199-200.[2]肖春雪,李文刚,黄象安.PET/PTT 共混体系相容性的研究[J].合成纤维,2003(6):22-25.[3]金咸穰.染整工艺实验[M].北京:纺织工业出版社,1987:169-170.[4]何曼君,陈维孝,董西侠.高分子物理[M].上海:复旦大学出版社,1990:260-265.[5]杜廷发.现代仪器分析[M].长沙:国防科技大学出版社,1994:175-177.15。
