（纺织化学与染整工程专业论文）新型聚醚型聚酯亲水整理剂的研制及应用.pdf

浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在堡兰 三年解密后使用本版权书。 不保密口 。 学位论文作者签名： 王删 日期：汐年月乃日言翥 师荔；芎：絷尹日期：够年月矽酽蚴7 摘要 ff i i l i t l l l l lni l i n i i ir r r l l u l | y 1814 9 6 3 目前市场上以p e g 为原料合成的应用于涤纶织物亲水整理聚醚型聚酯亲水整理剂分子 结构相对规整，易结晶，分子量一旦做大，水溶性就有问题即分子量大，共聚物水溶 性差，这给使用带来不便。为此，本文研制新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - 1 和l w - 2 ( 以 下简称l w - 1 和l w - 2 ) ，通过引入p e o p p o 嵌段聚醚和间苯二甲酸二甲酯一5 一磺酸钠( s i p m ) 来降低聚醚聚酯共聚物分子规整性，降低共聚物的结晶度，从而来解决共聚物分子量大、 水溶性差的问题。 本文首先采用对苯二甲酸二甲酯( d m t ) 、p e o p p o 嵌段聚醚和乙二醇( e g ) ，通过酯 交换熔融缩聚法合成了新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 一1 。并分析了p e o p p o 嵌段聚 醚分子量、催化剂用量、d m t 与p e o p p o 嵌段聚醚的摩尔比、缩聚温度和缩聚时间等 合成因素对l w - 1 亲水性和表面活性的影响。并利用红外光谱( i r ) 、凝胶渗透色谱( g p c ) 和x 射线衍射( x r d ) 对共聚物的的结构与理化性能表征和测试；并将l w - 1 应用于涤纶 织物亲水整理中，研究了l w 1 的用量、焙烘温度、焙烘时间对涤纶织物亲水性的影响； 同时测定了l w 1 的抗静电性、易去污性、防沾污性及亲水性的耐洗性。研究结果表明： 各合成因素对l w - 1 的亲水性和表面活性的影响存在一致性；l w - 1 的优化酯交换反应条 件：e g 与d m t 摩尔比为2 4 ：1 ，催化剂用量为反应物的o 1 5 ( 相对于d m t 的质量百分 数) ，反应温度为1 8 0 及酯交换反应时间为1 2 0 m i r a 优化缩聚反应条件：p e o p p o 嵌 段聚醚分子量为2 9 0 0 ，d m t 与p e o p p o 嵌段聚醚摩尔比为3 5 ：1 ，二丁基氧化锡用量 为0 0 8 ( 相对于p e o p p o 嵌段聚醚的质量百分数) ，缩聚温度2 5 0 c ，缩聚时间为5 0 m i n 左右。l w - 1 的数均分子量为6 3 2 9 。红外光谱分析表明l w - 1 为聚醚聚酯嵌段共聚物，x r d 分析表明l w - 1 为非结晶化合物。l w - 1 浸轧整理的优化工艺为：用量：0 6 9 l ，焙烘温度 和时间：1 5 0 。c 9 0 s ；经过l w - 1 处理的涤纶织物具有良好的亲水性和耐洗性，织物的抗 静电性能、易去污性能和防沾污性能也得到明显改善。 在上述工作的基础上，在l w - 1 合成原料的基础上引入间苯二甲酸二甲酯一6 一磺酸 钠( s i p m ) ，通过熔融缩聚法合成了新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - 2 。研究了 n ( p e o p p o 嵌段聚醚) ：n ( s i p m ) ：n ( d m t ) ( 摩尔比) 、催化剂用量、缩聚温度和缩聚时 间等合成因素对l w - 2 亲水性和表面活性的影响，优化了l w - 2 合成工艺条件；利用红外 光谱( i r ) 、凝胶渗透色谱( g p c ) 和x - 射线衍射( x r d ) 等测试方法对对共聚物的的结构与 理化性能表征和测试；。并将l w - 2 应用于涤纶织物亲水整理中，研究了l w - 2 的用量、 焙烘温度、焙烘时间对涤纶织物亲水性的影响；同时测定了l w 2 的抗静电性、易去污性、 防沾污性及亲水性的耐洗性，最后将l w - 1 、l w 2 和p p b c 的应用性能进行了对比分析。 研究结果表明：各合成因素对l w - 2 的亲水性和表面活性的影响存在一致性；新型聚醚型 聚酯亲水整理剂l w - 2 ( 简称l w - 2 ) 的优化缩合反应条件为：n ( p e o p p o 嵌段聚 醚) ：n ( s i p m ) ：n ( d m t ) = l ：0 4 ：3 、催化剂( - - 丁基氧化锡) 用量0 0 4 ( 其质量占d m t 与s i p m 的质量和的百分数) 、缩聚温度2 3 0 。c 和缩聚时间l h 。l w - 2 的数均分子量为7 5 6 4 ， 红外光谱分析表明l w - 2 为预期的聚酯聚醚嵌段共聚物，x r d 分析表明l w - 2 为非结晶物。 l w - 2 浸轧整理的优化工艺为：用量：0 4 9 l ，焙烘温度和时间：1 7 0 1 2x1 2 0 s ；经过l w - 2 处理的涤纶织物具有良好的亲水性和耐洗性，织物的抗静电性能、易去污性能和防沾污性 能也得到明显改善；将l w - 1 、l w - 2 和p p b c 的性能进行比较发现，l w - 1 及l w - 2 较p p b c 具有较高水溶性和表面活性，l w - 1 及l w - 2 整理涤纶织物亲水性及耐洗性相对p p b c 均 有较大提高。 关键词：涤纶织物；聚醚型聚酯亲水整理剂；亲水性；p e o p p o 嵌段聚醚； p r e p a r a t i o na n da p p l i c a t i o no nn e w p o l y e t h e r - p o l y e s t e rh y d r o p h i l i cf i n i s h i n ga g e n t a b s t r a c t a tp r e s e n tm a r k e t ，s y n t h e s i so ft h ep o l y e t h e r - p o l y e s t e rt y p eh y d r o p h i l i cf i n i s h i n ga g e n tf o r p e tf a b r i cw a sp r e p a r e df r o mp e g t h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo ft h i sk i n do ff i n i s h i n ga g e n ti s r e l a t i v e l yu n i f o r m ，e a s yt oc r y s t a l l i z e ，a n dt h e s i z eo fm o l e c u l a rw e i g h tw i l li n t l u e n e e w a t e r - s o l u b l e p r o p e r t y o fc o p o l y m e r , t h a ti s ，l a r g e ro fm o l e c u l a rw e i g h tl e a d st op o o r e r w a t e r - s o l u b l e p r o p e r t yo ff m i s h i n ga g e n t t h e r e f o r e ，i n t h i st h e s i s ，an e wt y p eo ft h e p o l y e t h e r - p o l y e s t e rt y p eh y d r o p h i l i cf i n i s h i n ga g e n t ( l w - i a n dl w - 2 ) f o rp e tf a b r i cw a s p r e p a r e d p e o p p ob l o c kp o l y e t h e ra n ds o d i u m 一5 - s u l f o i s o p h t h a l i ca c i dd i m e t h y le s t e r ( s i p m ) i si n t r o d u c e dt oc h a n g et h ec r y s t a l l i n ed e g r e eo f p o l y e t h e r - p o l y e s t e rc o p o l y m e r , t h u st or e s o l v e p r o b l e m so fc o p o l y m e r , s u c ha st o ol a r g ec o p o l y m e rm o l e c u l a rw e i g h ta n dp o o rw a t e r - s o l u b l e p r o p e r t y f i r s t l y ，t h i sa r t i c l e u s ed i m e t h y lt e r e p h t h a l a t e ( d m t ) ，p e o p p ob l o c kp o l y e t h e rt o s y n t h e s i s an e wt y p e p o l y e t h e r - p o l y e s t e rh y d r o p h i l i cf i n i s h i n ga g e n t l w - l b y e s t e r e x c h a n g i n g m e l t - p o l y c o n d e n s a t i o nr e a c t i o n t h e s ek e yf a c t o r s s u c ha sp e o - p p om o l e c u l a r w e i g h t ，c a t a l y s ta m o u n t ，m o l r a t i oo fd m ta n db l o c k p o l y e t h e rp e o p p o ，a sw e l l a s t e m p e r a t u r ea n dt i m eo ft h ep o l y c o n d e n s a t i o nr e a c t i o nw h i c ha f f e c tt h eh y d r o p h i l i c i t ya n d s u r f a c ea c t i v i t yo fl w - 1w e r es t u d i e d p h y s i c a la n dc h e m i c a lp r o p e r t yo fl w - 1w a sa n a l y s i s e d b yi n f r a - r e ds p e c t r o m e t e r , g e lp e r m e a t i o nc h r o m a t o g r a p h ya n dx r a yd i f f r a c t o m e t e ri n s t r u m e n t ， a n dl w - 1w a sa p p l i e di nh y d r o p h i l i cf i n i s h i n go fp e tf a b r i ca n dt h e s ef a c t o r ss u c ha sl w 一1 s d o s a g e ，b a k i n gt e m p e r a t u r e ，b a k i n gt i m e ，w h i c ha f f e c to nh y d r o p h i l i c i t yo fp e tw e r er e s e a r c h e d a n t i s t a t i cp r o p e r t y , s o i lr e l e a s ep r o p e r t y , s t a i nr e s i s t a n c ep r o p e r t ya n dw a s h i n gr e s i s t a n c eo f h y d r o p h i l i c i t yo fl w 一1w e r ed e t e r m i n e d t h er e s u l t so ft h e s ee x p e r i m e n t si n d i c a t e t h a tt h e i n f l u e n c eo ft h es y n t h e s i sf a c t o r so nh y d r o p h i l i c i t yo fl w 一1a r ec o n s i s t e n tw i t ht h a to ft h e s y n t h e s i sf a c t o r so ns u r f a c ea c t i v i t yo fl w 一1a n dh y d r o p h i l i c i t yo fl w 一1i s r e l e v a n tw i t ht h e s u r f a c ea c t i v i t yo fl w 一1 o p t i m u ms y n t h e s i sp r o c e s sc o n d i t i o n so fl w - 1a r ea sf o l l o w s ：a tt h e s t a g eo fe s t e re x c h a n g i n g ，m o lr a t i o o fe ga n dd m ti s2 4 ：1 ，c a t a l y s ta m o u n ti s0 15 o f r e a g e n t ( b a s e d o nt h ew e i g h to fd m t ) ，t e m p e r a t u r ea n dt i m eo ft h ep o l y c o n d e n s a t i o nr e a c t i o ni s 18 0 2 l l a n da tt h es t a g eo fp o l y c o n d e n s a t i o nr e a c t i o n , p e o - p p ob l o c kp o l y e t h e rm o l e c u l a r w e i g h ti s2 9 0 0 ，m o lr a t i oo fd m ta n dp e o - p p ob l o c kp o l y e t h e ri s3 5 ：1 ，t h ed o s a g eo f d i b u t y l t i no x i d ei s0 0 8 o ft o t a lr e a g e n t s ，t e m p e r a t u r ea n dt i m eo ft h ep o l y c o n d e n s a t i o n r e a c t i o ni s2 5 0 cx 5 0 m i l l t h ea m o u n to f t r i p h e n y lp h o s p h i t e ( t a p ) i sa b o u t2 m l ，a n dt h en u m b e r a v e r a g eo fm o l e c u l a rw e i g h to fl w - 1i s6 3 2 9 t h ea n a l y s i so fi n f r a r e ds p e c t r ai n d i c a t e st h a t l w - 1i sak i n do fp o l y e t h e r - p o l y e s t e rb l o c kp o l y e t h e r a n dt h ea n a l y s i sr e s u l to fx r di n d i c a t e s t h a tl w - 1i san o n - c r y s t a l l i z i n gc o m p o u n d o p t i m u mp a df i n i s h i n gp r o c e s sc o n d i t i o n so fl w - 1 a r e 嬲f o l l o w s ：d o s a g eo fl w - 1i s0 6 9 l ，b a k i n gt e m p e r a t u r ea n db a k i n gt i m ei s15 0 cx 9 0 s p e th b f i ct r e a t e dw i n ll w - 1h a sg o o dh y d r o p h i l i c i t ya n dw a s h i n gr e s i s t a n c e ；a n da n t i s t a t i c p r o p e r t y , s o i lr e l e a s ep e r f o r m a n c ea n ds t a i nr e s i s t a n c ep r o p e r t yo ft r e a t e dp e tf a b r i ca r ea l l i m p r o v e do b v i o u s l y o nt h eb a s i so ft h ea b o v ew o r k ，a n db a s e do nt h es y n t h e s i sm a t e r i a lo fl w - 1 ，t h i sp a p e r i n t r o d u c e ds o d i u m - 5 一s u l f o i s o p h t h a l i ca c i dd i m e t h y le s t e r ( s i p m ) a n ds y n t h e s i z e dan e wt y p eo f t h e p o l y e t h e r - p o l y e s t e rh y d r o p h i l i c f i n i s h i n ga g e n t l w - 2 b y e s t e r e x c h a n g i n g m e l t - p o l y c o n d e n s a t i o nr e a c t i o n a n dt h es y n t h e s i sp a r a m e t e r ss u c ha sn ( p e o p p o b l o c kp o l y e t h e r ) ：n ( s i p m ) ：n ( d m t ) ( m o lr a t i o ) ，a m o u n to fc a t a l y s t 缎w e l la st e m p e r a t u r ea n d t i m eo fp o l y e o n d e n s a t i o nw h i c ha f f e c tt h eh y d r o p h i l i c i t ya n ds u r f a c ea c t i v i t yo fl w - 1w e r e s t u d i e d o p t i m i z a t i o no nt h es y n t h e s i so fl w - 2 p h y s i c a la n dc h e m i c a lp r o p e r t ya n ds t r u c t u r eo f l w - 2w a sa n a l y s i s e da n dc h a r a c t e r i z e db yi n f r a - r e d s p e c t r o m e t e r ( i r ) ，g e lp e r m e a t i o n c h r o m a t o g r a p h y ( g p c ) a n dx r a yd i f f r a c t o m e t e r ( x r d ) i n s t r u m e n t ，a n dl w 一2w a sa p p l i e di n h y d r o p h i l i cf i n i s h i n go fp e tf a b r i ca n dt h e s ei n f l u e n c ef a c t o r ss u c ha sl w - 2 sd o s a g e ，b a k i n g t e m p e r a t u r e ，b a k i n gt i m e ，w h i c ha f f e c to nh y d r o p h i l i c i t yo fp e tw e r er e s e a r c h e d a n t i s t a t i c p r o p e r t y , s o i lr e l e a s ep r o p e r t y , s t a i nr e s i s t a n c ep r o p e r t ya n dw a s h i n gr e s i s t a n c eo fh y d r o p h i l i c i t y o fl w - 2w e r ea l s od e t e r m i n e d f i n a l l y ，c o m p a r a t i v es t u d yo nt h ea p p l i c a t i o np e r f o r m a n c eo f l w - 1 ，l w - 2a n dp p b c ，t h er e s u l t so ft h i se x p e r i m e n ti n d i c a t et h a tt h ei n f l u e n c eo ft h es y n t h e s i s f a c t o r so nh y d r o p h i l i c i t yo fl w - 2a r ec o n s i s t e n tw i t ht h a to ft h es y n t h e s i sf a c t o r so ns u r f a c e a c t i v i t yo fl w - 2a n dh y d r o p h i l i c i t yo fl w 一2i sr e l e v a n t 、析吐lt h es u r f a c ea c t i v i t yo fl w 一2 o p t i m u ms y n t h e s i sp r o c e s sc o n d i t i o n so fl w 一2a r e 嬲f o l l o w s ：n ( p e o p p ob l o c kp o l y e t h e r ) ： n ( s i p m ) ：n ( d m t ) ( m o lr a t i o ) 2 1 ：0 4 ：3 ，t h ea m o u n to fc a t a l y s t ( d i b u t y l t i no x i d e ) i s0 0 4 ( b a s e d o nt h et o t a lw e i g h to fd m ta n ds i p m ) ，a n d t e m p e r a t u r ea n dt i m eo ft h ep 0 1 y c o n d e n s a t i o n r e a c t i o ni s2 3 0 xl h a n dt h en u m b e ra v e r a g eo fm o l e c u l a rw e i g h to fl w - ii s7 5 6 4 ，t h e a n a l y s i so fi n f r a r e ds p e c t r ai n d i c a t e st h a tl w - 2i sap o l y e t h e r - p o l y e s t e rb l o c kp o l y e t h e r a n dt h e a n a l y s i sr e s u l to fx r di n d i c a t e st h a tl w - 2i san o n - c r y s t a l l i z i n gc o m p o u n d o p t i m u mp a d f i n i s h i n gp r o c e s sc o n d i t i o n s o fl w - 2a r ea s f o l l o w s ：d o s a g e o fl w - 2i s 0 4 9 l ，b a k i n g t e m p e r a t u r ea n db a k i n gt i m e i s17 0 c xl2 0 s 。p e tf a b r i c t r e a t e d w i t hl w - 2h a sg o o d h y d r o p h i l i c i t ya n dw a s h i n gr e s i s t a n c e ，a n da n t i s t a t i cp r o p e r t y , s o i lr e l e a s ep e r f o r m a n c ea n ds t a i n r e s i s t a n c ep r o p e r t yo ft r e a t e dp e tf a b r i ca r ea l lg r e a t l yi m p r o v e d p e r f o r m a n c ec o m p a r i s o n a m o n gl w - 1 ，l w - 2a n dp p b c ，t h et e s tr e s u l ti n d i c a t et 1 1 a tw a t e r - s o l u b l ea n ds u r f a c ea c t i v e p r o p e r t yo fl w - 1a n dl w - 2i sb e t t e rt h a np p b c c o m p a r i n g 谢n lp p b c ，h y d r o p h i l i c i t ya n d w a s h i n gr e s i s t a n c eo fp e tf a b r i ct r e a t e dw i t hl w - 1a n dl w - 2a r ee n h a n c e do b v i o u s l y k e yw o r d s ：p e tf a b r i c ；p o l y e t h e r - p o l y e s t e rh y d r o p h i l i cf i n i s h i n ga g e n t ；h y d r o p h i l i c i t y ； p e o - p p ob l o c kp o l y e t h e r 目录 第一章前言1 1 1 涤纶亲水技术研究的必要性1 1 2 涤纶亲水整理方法1 1 2 1 纺丝改性1 1 2 2 整理改性2 1 3 亲水整理剂的发展概况3 1 4 聚醚型聚酯亲水整理剂的研究概况4 1 5 聚醚型聚酯亲水整理剂的作用机理：6 1 6 本课题的研究意义、创新点及内容7 1 6 1 本课题的研究意义7 1 6 2 本课题的创新点7 1 6 3 本课题的研究内容7 参考文献：9 第二章新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - i 的合成1 1 2 0 引言1 1 2 1 实验部分1 1 2 1 1 实验原料及仪器1 1 2 1 2 实验装置1 2 2 1 3 实验方法1 2 2 1 4 测试与表征1 3 2 2 结果与讨论1 3 2 2 1 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - 1 的研制1 3 2 2 2 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - 1 理化性能研究2 6 2 3 本章小结2 8 参考文献：2 9 第三章新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - 1 的应用研究3 1 3 0 引言3 1 3 1 实验部分3 1 3 1 1 实验原料及仪器3 1 3 1 2 实验方法3 1 3 1 3 测试方法3 1 3 2 结果与讨论3 2 3 2 1 整理工艺因素对亲水性的影响3 2 3 2 2 亲水整理后的涤纶织物的电子扫描显微镜( s e m ) 分析3 4 3 2 3 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - 1 的亲水性及耐洗性3 5 3 2 4 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - 1 的抗静电性能3 5 3 2 5 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - 1 的易去污性能3 6 3 2 6 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - 1 的柔软性能3 6 3 2 7 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w o l 的防沾污性能3 7 3 2 8 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w - 1 对涤纶织物断裂强度的影响3 7 3 3 本章小结3 7 参考文献：3 8 第四章新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 2 的合成3 9 4 o 引言3 9 4 1 实验部分3 9 4 1 1 实验原料及仪器3 9 4 1 2 实验装置3 9 4 1 3 实验方法3 9 4 1 4 测试与表征4 0 4 2 结果与讨论4 0 4 2 1 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 2 的研制4 0 4 2 2 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 2 理化性能研究4 9 4 2 3 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 1 和l w 2 的一些应用性能比较5 2 4 3 本章小结5 3 参考文献：5 4 第五章新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 2 的应用研究5 5 5 0 引言5 5 5 1 实验部分5 5 5 1 1 实验原料及仪器5 5 5 1 2 实验方法5 5 5 1 3 测试方法5 5 5 2 结果与讨论5 5 5 2 1 整理工艺因素对亲水性的影响5 5 5 2 2 亲水整理后的涤纶织物的电子扫描显微镜( s e m ) 分析5 7 5 2 3 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 2 的亲水性及耐洗性5 8 5 2 4 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 2 的抗静电性能5 8 5 2 5 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 2 的易去污性能5 9 5 2 6 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 2 的的柔软性能5 9 5 2 7 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 2 的防沾污性能6 0 5 2 8 新型聚醚型聚酯亲水整理剂l w 2 对涤纶织物断裂强度的影响6 0 5 2 9l w - 1 、l w - 2 和p p b c 的应用性能比较研究6 0 5 3 本章小结6 3 参考文献：6 4 第六章结论6 5 致谢6 7 附录6 8 浙江理工大学硕士学位论文 第一章前言 1 1 涤纶亲水技术研究的必要性 我国由于受到生产方式落后和土地面积日益减少等条件的限制，包括蚕丝、棉以及毛 等在内的天然纤维的生产和应用也相应地受到了很大的限制；同时我国消费者对纺织品的 需求也日益增长，因此，大力发展涤纶纤维的生产符合我国的国情。加之近年来，石油工 业的飞速发展为涤纶纤维的生产提供了更加丰富而廉价的原料；化工、机械、电子自控等 技术的发展，也使涤纶的原料生产、纤维成型和加工等过程逐步实现了短程化、连续化、 自动化和高速化，截至目前，涤纶纤维己成为发展最快、产量最高的合成纤维品种【1 1 。 涤纶纤维具有许多优良的性能，如断裂强度和弹性模量，回弹性适中，热定型优异， 耐热和耐光性好，在广泛的最终用途条件下形状稳定。涤纶织物具有洗可穿性，另外还具 有优良的阻抗性( 如抗有机溶剂、肥皂、洗涤剂、漂泊液、氧化剂) 以及良好的耐腐蚀性， 对弱酸、碱稳定。但涤纶是一种典型的疏水性纤维，涤纶大分子的化学组成是聚对苯二甲 酸乙二酯，分子结构式【2 】如图1 1 所示： oo h - 。一c h 2 c h 2 沪岜 b c h 2 c h 2 。h 图1 1 涤纶的分子结构式 其大分子上不含有亲水基团，在标准状态下( 2 0 。c ，相对湿度6 5 ) 的吸湿率只有 0 4o o 3 1 ( 棉7 - - 8 ，锦纶4 ，腈纶l - 2 ) ，即使在1 0 0 相对湿度下也仅为0 6 - - 一0 8 ，作为贴身服用面料，它的穿着舒适性很差，尤其当人体出汗时它排汗困难，给人闷热 不适的感觉，同时也存在易积聚静电，易吸灰尘，去除油污渍难等问题。 为此，人们在改善涤纶亲水性能方面做了大量的研究工作。 1 2 涤纶亲水整理方法 赋予涤纶亲水性，人们已进行了大量的研究工作，主要是在纺丝和整理两个过程中进 行改性。纺丝改性大多是纤维的整体改性，而整理改性则大多是纤维表面层的改性【4 1 。 1 2 1 纺丝改性 纺丝改性的目前情况大致是使聚合物分子结构亲水化、接枝共聚引入亲水性组分、与 亲水性聚合物复合纺丝和纤维结构微孔化法等。 1 2 1 1 聚合物分子结构亲水化【5 卅 聚合物分子结构亲水化就是通过聚合或共聚的途径，在大分子的基本结构中引进大 浙江理工大学硕士学位论文 量亲水性的极性基团，以提高涤纶的吸湿性和吸水性的方法。但此种方法对纤维吸湿率的 提高是十分有限的。而且涤纶与极性化合物共聚，效率相当低。共聚强烈削弱了涤纶的 结晶能力，并使其熔点降低，这对纤维的物理机械性能有不良影响，因此加入的亲水性 单体要适量。 1 2 1 2 接枝共聚引入亲水性组分 接枝共聚引入亲水性组分是选择具有亲水性的单体或聚合物作为支链，在涤纶大分 子上接枝，以赋予涤纶亲水性能的方法。 1 2 1 3 与亲水性聚合物复合纺丝 此方法是在纺丝之前，把亲水性物质如聚乙二醇等混入高聚物熔体，然后按常规纺 丝方法进行纺丝，得到亲水性纤维，从而提高纤维的亲水性。但这种方法会影响纤维的其 他性能，如削弱聚合物的结晶能力，降低其熔点，对纤维的物理机械性能产生影响等。 1 2 1 4 纤维结构微孔化 纤维结构微孔化着眼于改变纤维的形态结构，使纤维结构微纤化，像棉、毛等天然纤 维那样具有许多内外贯通的微孔，利用毛细现象吸水。这种方法只能改善纤维的吸水性， 对纤维的吸湿性没有改善【8 】。 1 2 2 整理改性 整理改性通常指对纤维或织物的表面进行亲水性整理，处理的实质是要在纤维或织物 的表面形成一层亲水性化合物，达到提高纤维表面亲水性能的目的。这种方法生产工艺简 单，但耐久性差。因此，整理改性的另一目的是赋予涤纶纤维持久的亲水性。可应用的方 法，主要是亲水性整理剂的吸附固着、亲水性单体的表面接枝聚合以及纤维表面的一些其 他处理( 如等离子体处理、丝素涂膜整理等) 。 1 2 2 1 亲水整理剂的吸附固着法 利用亲水整理剂，使之均匀而牢固地附着在涤纶纤维表面形成亲水性的方法，是近年 来投放市场的主要加工方法。使亲水整理剂在纤维表面吸附固着主要有两种途径： 第一：选择一种合适的交联剂，采取一定的工艺，使亲水整理剂保留在纤维表面，使 纤维的亲水性得到改善。 第二：通过热处理来使亲水整理剂与纤维表面共结晶。 该方法简单易行，原理也比较成熟，应用范围很广，但这种方法遇到的主要问题如何 使表面处理的耐久性进一步提高。 2 浙江理工大学硕士学位论文 1 2 2 2 表面接枝聚合法 9 - - 1 0 】 表面接枝聚合是利用引发剂、高能辐射或电子束辐射( 可节约能源，减少环境污染) 使纤维表面产生游离基，然后亲水性单体( 如丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯等) 在游离基上进行接枝聚合，从而形成有耐久性的吸水和抗静电的新表面层。 涤纶织物经丙烯酸接枝后，若聚丙烯酸以钠盐形式存在，可使得织物吸湿性大大提高。 接枝率为1 5 时，回潮率为8 5 ，比棉还好。 近年来，关于表面接枝以改善涤纶纤维的亲水性的报道不少，但涤纶的表面接枝聚合 比较困难。 1 2 2 3 等离子体处理【l l 】 等离子体是一种全部或部分电离的气体，气体在电场力作用下获得能量而被电离，利 用该气体高能态对纤维进行表面处理后，纤维的表面层形成交联结构或提供稳定存在的游 离基，这种状态的表面会在空气中起氧化反应，并使游离基最终生成一o h 、- - c o o h 等基 团，改变纤维的润湿性能，以此来提高纤维的亲水性能【1 2 j 。 1 2 2 4 丝素涂膜整理 涤纶织物经氨解改性后其纤维上可引入氨基，有利于与丝素蛋白质分子结合，在涤纶 纤维表面包覆一层天然蛋白质分子，大大提高涤纶织物的穿着舒适性【1 3 , 1 4 1 涂膜整理就是将 蚕丝屑料制成丝素溶液，通过交联剂的作用，将丝素分子固着在涤纶纤维表面及微隙，形 成薄而柔软的丝素膜。丝素涂膜以后的涤纶纤维，不仅能发挥涤纶自身的优良服用性能， 又因为表层具有蛋白质分子而改善吸湿性和穿着舒适性，并且具有一定的保健作用。 在上述亲水整理各方法中，亲水整理剂吸附固着法具有方法简便、成本低廉和经济效 益显著等特点，能够在基本保持纤维原有特性的情况下增加纤维的吸湿性和吸水性，因而 成为应用最为普遍的一种方法。亲水整理荆吸附固着法关键是亲水整理剂的性能。 1 3 亲水整理剂的发展概况 上世纪七十年代初，英国i c i 公司首先推出亲水整理剂p e r m a l o s et m ，属于聚酯系产 品【1 5 ，1 6 1 ，主要用于运动服面料的整理。1 9 7 4 年，美国d u p o n t 公司开发出了z e l c o n 系列亲 水整理剂，亦属于聚酯类化合物。在日本，上世纪七十年代中后期，亲水整理剂主要采用 低分子化合物与树脂的混合物，其整理织物的手感差，染色牢度低。上世纪八十年代初， 高分子类亲水整理剂开始出现，主要是聚酯类化合物，加工织物从针织物向机织物扩展， 而且耐洗性大为提高。上世纪八十年代中后期，成功开发聚氨酯类亲水整理剂【1 7 】，它具有 亲水、抗静电和易去污多种功能。后来，聚硅氧烷类亲水柔软剂也问世了，通过在聚硅氧 浙江理工大学硕士学位论文 烷链上接枝聚乙烯醚等亲水基团，使得改性后的有机硅不仅具有柔软性，同时避免了有机 硅整理纺织物带来的强烈的拒水性，能进一步改善织物的服用舒适性，这标志着亲水整理 剂的发展已从最初单一的吸水性发展成具有吸水、防污、抗静电等多种功能的亲水整理剂， 是一个很有发展潜力的研究领域。 目前已有很多种亲水整理剂，按大类可分为：聚酯类亲水整理剂( 聚醚型聚酯、磺化 聚酯和混合型聚酯) ，聚氨酯类亲水整理剂，聚硅氧烷类亲水整理剂，丙烯酸系类亲水整 理剂，聚胺类亲水整理