滌綸工業(yè)絲的結(jié)構(gòu)及性能

不僅具有強(qiáng)度高、模量高、延伸性低、耐腐蝕性好、耐勞性好、耐剛性好等優(yōu)點(diǎn)，而且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。20世紀(jì)90年代以來(lái),滌綸工業(yè)長(zhǎng)絲以其優(yōu)良的物理機(jī)械性能已被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、建筑工程、包裝材料、休閑運(yùn)動(dòng)、防護(hù)設(shè)施等領(lǐng)域。但是由于滌綸工業(yè)絲表面結(jié)晶度高,分子間作用力大,表面形態(tài)光滑致密,故呈現(xiàn)很強(qiáng)的化學(xué)惰性,限制了其復(fù)合材料產(chǎn)品的應(yīng)用。對(duì)滌綸工業(yè)絲進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻娓男?改變表面形態(tài),增加表面極性基團(tuán),增加表面能,是改善滌綸工業(yè)絲復(fù)合材料產(chǎn)品性能的技術(shù)關(guān)鍵。1滌綸長(zhǎng)絲的分類(lèi)與性能滌綸使用廣泛,發(fā)展迅速,是目前世界上產(chǎn)量最高的一種合成纖維。滌綸由對(duì)苯二甲酸與乙二醇進(jìn)行縮聚生成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯在工業(yè)生產(chǎn)中,通過(guò)調(diào)控生產(chǎn)工藝條件,來(lái)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足服用、工業(yè)用或醫(yī)用等方面的滌綸,主要有滌綸短纖維和滌綸長(zhǎng)絲兩大類(lèi)。工業(yè)用滌綸長(zhǎng)絲是指強(qiáng)度較高的滌綸長(zhǎng)絲,其細(xì)度一般小于55tex。工業(yè)用滌綸長(zhǎng)絲中,根據(jù)其性能不同,大致可分為高強(qiáng)低伸型、高模低縮型、高強(qiáng)低縮型和活性型4大類(lèi)。高強(qiáng)低伸型滌綸工業(yè)絲具有強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)低、模量高、干熱收縮率較高等特點(diǎn),主要用于汽車(chē)用安全帶、傳送帶以及輪胎簾子線(xiàn)等領(lǐng)域;高模低縮型滌綸工業(yè)長(zhǎng)絲具有彈性模量高、耐沖擊性能好等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于輪胎和機(jī)械橡膠制品;高強(qiáng)低縮型滌綸工業(yè)絲具有強(qiáng)度高、熱縮率小等特點(diǎn),其織物具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性,在涂層織物中應(yīng)用較多。在工程應(yīng)用中,由于滌綸工業(yè)絲表面缺少化學(xué)活性基團(tuán),纖維表面能低,表面浸潤(rùn)性較差,因此不能充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn),所以選用合適的方法對(duì)滌綸工業(yè)絲表面進(jìn)行改性處理是十分必要的。近年來(lái)滌綸工業(yè)絲表面改性的方法主要采用堿處理工藝、等離子體處理、接枝改性技術(shù)等,并取得了一定的進(jìn)展。2表面修復(fù)技術(shù)2.1滌綸堿處理研究現(xiàn)狀堿處理是最早對(duì)滌綸進(jìn)行改性處理的方法之一。數(shù)十年來(lái)眾多國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)滌綸堿處理的研究主要集中在堿減量處理工藝、堿減量處理對(duì)滌綸纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響以及堿處理對(duì)滌綸織物的風(fēng)格、吸濕性能與染色性能等方面的研究。2.1.1分子在堿液中水解滌綸纖維分子結(jié)構(gòu)致密,化學(xué)穩(wěn)定性良好,但是在高溫條件下,滌綸大分子在高濃度堿液作用下會(huì)發(fā)生水解,生成乙二醇和對(duì)苯二甲酸鹽。滌綸分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)和2個(gè)亞甲基在化學(xué)結(jié)構(gòu)上都較穩(wěn)定,其反應(yīng)過(guò)程實(shí)際上是大分子中的官能團(tuán)酯基的水解過(guò)程,酯基在堿性條件發(fā)生斷裂2.1.2絲綢裝飾胡智文、傅雅琴等程貞娟2.2等離子體表面處理的優(yōu)點(diǎn)20世紀(jì)60年代以來(lái),等離子體技術(shù)在物理、化學(xué)、電子學(xué)等學(xué)科交叉基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展成為一門(mén)新興的學(xué)科,至今已得到廣泛的研究和應(yīng)用。等離子體技術(shù)對(duì)材料表面改性可使材料表面產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)變化,從而提高材料的表面性能,且材料的基體性能基本不受影響。通過(guò)等離子體表面處理,材料表面發(fā)生多種物理、化學(xué)變化,可能產(chǎn)生刻蝕而粗糙;或形成致密的交聯(lián)層;或引入含氧極性基團(tuán),使親水性、粘結(jié)性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善。近幾十年來(lái),等離子體技術(shù)在材料科學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、冶金化工、輕工紡織等領(lǐng)域的應(yīng)用十分活躍,現(xiàn)代工業(yè)和科技的迅猛發(fā)展對(duì)材料的要求越來(lái)越高,這大大促進(jìn)了材料表面改性技術(shù)的進(jìn)步2.2.1等離子體處理紡織材料空氣中的少量自由電子從電場(chǎng)中獲得能量后,跟氣體中的原子和分子碰撞,產(chǎn)生激發(fā)和電離現(xiàn)象,由此產(chǎn)生的激發(fā)分子、原子、離子以及自由基都是極不穩(wěn)定的,具有較高的化學(xué)反應(yīng)性,很容易產(chǎn)生在一般條件下無(wú)法發(fā)生的各種反應(yīng)在等離子體處理紡織材料的過(guò)程中,等離子體中的分子、原子和離子滲入到紡織材料表面,材料表面的原子逸入等離子體中,這個(gè)過(guò)程使纖維表面大分子鏈斷裂,從而使纖維受到等離子體粒子的刻蝕,表面產(chǎn)生粗糙的凹坑,進(jìn)而使織物表面的吸濕性和粘著性增加,纖維間的摩擦力增加2.2.2現(xiàn)代社會(huì)的主要發(fā)展時(shí)期國(guó)內(nèi)外許多科研人員對(duì)等離子體技術(shù)進(jìn)行了深入研究1994年,于偉東1999年,敖玲、鈕金真等2001年,秦偉、張志謙等2002年,德國(guó)人U.Vohrer等2007年,唐曉亮、任忠夫等2009年,ItaJunkar,AlenkaVesel等2012年,ZhiwenZhenga,LiRen等2.3表面光接枝改性由于滌綸結(jié)構(gòu)致密,表面光滑,直接對(duì)其進(jìn)行接枝改性,反應(yīng)不易進(jìn)行,且接枝率低,為改進(jìn)對(duì)滌綸接枝改性的效果,研究人員開(kāi)展了經(jīng)堿減量處理的滌綸接枝改性的相關(guān)研究。徐旭凡楊斌此外,國(guó)外有研究人員對(duì)滌綸進(jìn)行表面光接枝,利用紫外光引發(fā)單體在滌綸表面進(jìn)行接枝聚合。表面光接枝改性的研究始于1957年的Oster等的報(bào)道。后來(lái)歐洲各國(guó)在光接枝方面的研究報(bào)道不斷出現(xiàn),其應(yīng)用領(lǐng)域已從最初的簡(jiǎn)單表面改性逐漸發(fā)展到表面高性能化、表面功能化、接枝成型方法等高新技術(shù)領(lǐng)域。但是,目前國(guó)內(nèi)這方面的研究還很少。3滌綸表面改性對(duì)復(fù)合材料性能的影響滌綸的改性技術(shù)在改善滌綸服用性能方面已有諸多應(yīng)用,但對(duì)滌綸改性后表面性能的研究不多。滌綸改性后的表面性能對(duì)