一種滌綸紗線的晶變改性方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種滌綸紗線的晶變改性方法，是將滌綸紗線置于密閉容器中，充入改性介質(zhì)，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，去除改性介質(zhì)，即獲得晶變改性滌綸紗線。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案的優(yōu)點如下：1、通過改變晶格形狀和滲入功能性介質(zhì)來達到改性目的的，改性后的紗線克服其原有缺陷，孔隙增大。2、采用瞬間釋放壓力的方法，大幅提高了介質(zhì)擴散系數(shù)，從而大幅提高了上染率和色牢度等性能。
【專利說明】一種滌綸紗線的晶變改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種滌綸紗線的晶變改性方法，具體地說是一種通過將改性介質(zhì)增壓 到改性壓力并保壓一段時間后瞬間釋放壓力的滌綸紗線晶變改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]滌綸紗線產(chǎn)量居所有化學(xué)紗線之首。它具有斷裂強度高、回彈性適中，熱定形性能 優(yōu)異、耐熱性高等優(yōu)點，但其染色性差、吸濕性差、易燃燒、織物易起球等缺點制約著滌綸的 應(yīng)用。
[0003]為了改變上述現(xiàn)狀，已有很多種改性方法，如物理改性方法、化學(xué)改性方法和生物 改性方法。物理改性方法主要包括放電技術(shù)改性、高壓蒸汽閃爆改性、超聲空化及微波輻照 改性、液氨加工改性等。化學(xué)改性方法主要包括酯類改性、醚類改性、接枝改性和交聯(lián)改性 等。生物改性方法主要利用生物酶進行脫膠、拋光等處理。上述改性方法大多針對天然紗 線改性，多數(shù)方法由于成本、環(huán)境污染、技術(shù)可行性可靠性等原因尚停留在實驗室階段。
[0004]現(xiàn)在國內(nèi)外針對滌綸紗線等合成紗線染色難的問題，主要采用的方法有:(1)與 分子體積龐大的化合物共聚；(2)與具有可塑化效應(yīng)的化合物混合紡絲；(3)導(dǎo)入和分散性 染料親和性好的基團，如醚鍵等。目前，共聚方法改性在工業(yè)中應(yīng)用比較廣。采用該方法制 得的滌綸樹脂熔點低，結(jié)晶度低，但由于紗線的熱性能和機械性能受到了很大程度的損害， 此方法在某些領(lǐng)域的應(yīng)用也受到了制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種滌綸紗線的晶變改性方法，具體地說是一種通過將改性 介質(zhì)增壓到改性壓力并保壓一段時間后瞬間釋放壓力的滌綸紗線晶變改性方法。
[0006]本發(fā)明的一種滌綸紗線的晶變改性方法，將滌綸紗線置于密閉容器中，充入改性 介質(zhì)，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，去除改性介質(zhì)，即獲得晶變改性滌綸紗線。其原 理是:將滌綸紗線置于密閉容器中，該密閉容器可以在高壓下動密封和負壓下動密封，并且 零泄漏。通過壓力平衡充液和非平衡調(diào)速充液，可調(diào)節(jié)充入密閉容器中改性介質(zhì)的流量、 時間和溫度，從而調(diào)控改性的壓力、兩相界面及上述參數(shù)的變化速率，進而調(diào)控液態(tài)介質(zhì)的 滲透率、滲透速率及蒸發(fā)速率等工作參數(shù)；同時調(diào)節(jié)改性壓力的保壓時間；上述工藝可使 改性介質(zhì)的擴散系數(shù)提高，改性介質(zhì)較好的滲透到紗線組織中，加劇紗線纖維素大分子鏈 段運動，使紗線纖維素分子間發(fā)生溶脹作用，改變了紗線的微觀結(jié)構(gòu)，如孔隙變圓變大，以 致相對分子質(zhì)量較大的染料能進入紗線內(nèi)部，從而提高了合成紗線的上染率和色牢度。最 后采用加熱和抽真空并行的蒸發(fā)方法去除滌綸紗線中的改性介質(zhì)即完成了所述的晶變改 性方法。針對不同組成成分的合成紗線，調(diào)節(jié)上述的相關(guān)參數(shù)，即可實現(xiàn)所述的晶變改性。 采用所述的晶變改性方法，可使晶變改性滌綸紗線的微觀晶格與所述滌綸紗線的微觀晶格 相比，孔隙變圓，且增大3%?5% ;所述晶變改性滌綸紗線與所述滌綸紗線相比，上染率提高 54%?70%，色牢度提高32%?40%。[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案:
[0008]如上所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，所述滌綸紗線的細度為10支?80支。
[0009]如上所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，改性介質(zhì)為液氨或二氧化碳。改性介質(zhì)需具備如下三點特征:1)具有優(yōu)良的擴散性；2)能使合成紗線的晶格形狀發(fā)生改變，提高紗線的溶脹性能；3)易于相變蒸發(fā)與回收。液氨具有分子量小、粘性小、表面張力小、易于相變等特殊的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)使其具有優(yōu)良的擴散性；氨分子滲入合成紗線中，可使紗線孔隙增大，產(chǎn)生較好的膨化效果。在溫度高于臨界溫度(Tc=31.26°C )，壓力高于臨界壓力(匕=7.39MPa)的狀態(tài)下，二氧化碳既具有氣體的低黏度和高擴散系數(shù)，又具有液體的高密度，因而有很好的傳質(zhì)、傳熱和滲透性能；其良好的滲透性能使之能迅速的滲透進紗線纖維素中，使紗線的孔隙增大；用超臨界二氧化碳作為介質(zhì)可將可溶解的相對分子質(zhì)量大的染料分子轉(zhuǎn)移到紗線上，對紗線進行染色。同時，液氨和二氧化碳均易于相變蒸發(fā)與回收。
[0010]如上所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，對于滌綸紗線，要獲得良好改性效果， 改性壓力應(yīng)大于等于9MPa，改性壓力會達到12MPa，因此所述改性壓力P應(yīng)為9?12MPa。 要達到很好的溶脹效果，應(yīng)要求壓力瞬間降到改性壓力的1%以下。
[0011]如上所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，所述壓力為絕對壓力。
[0012]如上所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，，要獲得優(yōu)良的溶脹效果，要求壓力從改性壓力降到改性壓力的1%的時間小于等于5.0秒即可，在3秒?5秒為宜，因此所述釋放壓力的瞬間為3秒?5秒，對應(yīng)的所述釋放壓力的降壓速率為3MPa/s?15MPa/s。
[0013]如上所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，為獲得改性介質(zhì)良好的擴散性及最佳改性效果，且改性過程能量消耗最小，需要調(diào)控充液過程中氨液的流量、時間和溫度，達到調(diào)控壓力的目的，進而調(diào)控介質(zhì)滲透率、滲透速率、蒸發(fā)率、蒸發(fā)速率和相變過程。而升壓過程是最重要的影響因素之一，對不同的紗線需采用不同的升壓過程，大量試驗表明:滌綸紗
線適合用線性升壓，升壓速率k滿足關(guān)系式 ，其中t為升壓時間，1?為初始升
壓速率；對于滌綸紗線，初始升壓速率1?不小于0.5MPa/min,會達到1.5MPa/min,因此所述初始升壓速率kQ在0.5MPa/min?1.5MPa/min。
[0014]如上所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，在改性過程中，升壓后保壓一段時間是為了使改性介質(zhì)能更充分的滲透到紗線組織結(jié)構(gòu)中，更好的使發(fā)生紗線溶脹作用。這一過程對所有紗線的晶變改性都是必要的。對滌綸紗線，升壓后保壓時間需大于5min，可達 15min,因此所述升壓后保壓時間為5?15min。
[0015]如上所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，去除改性介質(zhì)是必不可少的工藝過程，該過程并不影響紗線的晶格結(jié)構(gòu)，但如何高效率、低能耗、無污染、零排放的完成該過程是實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，這將直接影響晶變改性方法的生命力，關(guān)于如何高效率、低能耗、無污染、零排放的完成該過程將再另案撰寫系列專利表述。本案中所述去除改性介質(zhì)為采用加熱和抽真空并行的蒸發(fā)方法去除滌綸紗線中的改性介質(zhì)。
[0016]有益效果:
[0017]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案的優(yōu)點如下:
[0018]1、通過改變晶格形狀和滲入功能性介質(zhì)來達到改性目的的，改性后的紗線克服其原有缺陷，孔隙增大。[0019]2、采用瞬間釋放壓力的方法，大幅提高了介質(zhì)擴散系數(shù)，從而大幅提高了上染率和色牢度等性能。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0021]實施例1
[0022]一種滌綸紗線的晶變改性方法，將10支的滌綸紗線置于密閉容器中，充入液氨，
AP
按線性升壓方式升壓，升壓速率k滿足關(guān)系式
【權(quán)利要求】
1.一種滌綸紗線的晶變改性方法，其特征是:將滌綸紗線置于密閉容器中，充入改性 介質(zhì)，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，去除改性介質(zhì)，即獲得晶變改性滌綸紗線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述滌綸紗線 的細度為10支?80支。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述晶變改性 滌綸紗線的微觀晶格與所述滌綸紗線的微觀晶格相比，孔隙變圓，且增大3%?5% ;所述晶 變改性滌綸紗線與所述滌綸紗線相比，上染率提高54%?70%，色牢度提高32%?40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述改性介質(zhì) 為液氨或二氧化碳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述改性壓力P 為9?12MPa，所述瞬間釋放壓力是指壓力瞬間降到所述改性壓力的1%以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述壓力為絕 對壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述瞬間是 指3秒?5秒，所述釋放壓力的降壓速率為3MPa/s?15MPa/s。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述升壓為線dP性升壓，升壓速率k滿足關(guān)系式* 二了 = 其中t為升壓時間，k。為初始升壓速率；k。at為 0.5MPa/min ?1.5MPa/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，其特征在于，升壓后保持 5min ?15min0
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述去除改性 介質(zhì)為釆用加熱抽真空并行的蒸發(fā)方法去除滌綸紗線中的改性介質(zhì)。
【文檔編號】D06P1/673GK103437219SQ201310320644
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】孫以澤, 孟婥, 孫菁菁, 趙博翀 申請人:東華大學(xué), 上海盟津光電科技有限公司