高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究（可编辑）

高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究（可编辑） 苏州大学 硕士学位论文 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 姓名:李唯唯 申请学位级别:硕士 专业:纺织化学与染整工程 指导教师:陈国强 20080501高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 中文摘要 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 中文摘要 本文研究以改善涤纶纤维的性能为目标,通过在纺丝溶液中添加高岭土无机 粒子对普通涤纶纤维进行了改性。探讨了高岭土无机粒子的添加量对纺丝过程的 影响,并制定了一套适合的纺丝及拉伸工艺。通过对改性后纤维吸湿性、力学性 能、染色性能、抗紫外性能、扫描电镜,广角一射线衍射等的研究,了高 岭土的加入对涤纶纤维结构和性能的影响。 研究结果明:在一定条件下添加了高岭土无机粒子的涤纶纤维仍然具有较 好的可纺性,而且还可改善纺丝生产中的后加工性能。另外改性 后的涤纶纤维相 对于普通涤纶在吸湿性,染色性方面得到了提高,并且还具有一 定的抗紫外性能, 但由于结晶度的下降,改性涤纶的力学性能有所下降。 关键词:改性涤纶,高岭土,纺丝,染色性能 作 者:李唯唯 指导老『.陈国强 . ., . , ,, ., . . , , ., . :,, . ?苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本 论文 不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得苏 州大学或其它教育机构的学位证而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本 声明的法律责任。 研究生签名: 期:丛壹丛 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论 文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论 文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的 保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布包括刊登论文的 全部或部分内容。论文的公布包括刊登授权苏州大学学位办办理。 研究生签名:豫 日 期: 塑墨:量』 导师签名: 日期:一。.高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 第一章引言 .前言 在合成纤维中,涤纶纤维因其尺寸稳定性好、悬垂性好、强度高、织物挺括、防 霉防蛀等优点而被广泛应用。但是,涤纶纤维大分子链规整,不含有亲水基团,纤维 表面光滑,导致其吸湿透气性差,难染色,手感硬,抗静电性差等缺点。这些缺点限 制了其在高档服饰领域中的应用。因此,无论是在学术界还是工业界,关于涤纶纤维 的改性研究一直引人关注。相关的研究主要从生产工艺和生产设备两个方面入手。经 过改性的涤纶纤维可以获得多种优良的性能,如抗菌性,阻燃性,服用舒适性等。 近年来,以蒙脱土,高岭土等纳米粘土改性聚合物的研究引起了人们广泛的兴趣 卜酊。但目前的报道中粘土/聚合物复合材料多用于塑料,橡胶,薄膜行业,而用于纤 维及粘土加入后对纤维性能有何影响等方面的研究则很少。 .改性涤纶纤维的研究历程 年代以来,随着世界科学技术的进步与世界工业的发展,合成纤维尤其涤纶纤 维在数量上快速发展,但在性能和功能上不能满足人们的要求,于是合成纤维的改性 日益受到重视,它已成为合成纤维发展的主要方向。据统计,目前改性合成纤维已占 世界合成纤维产量的%以上,其中又以对涤纶纤维的改性研究最多【】。 到目前为止,国内外对涤纶纤维的改性主要集中于几项研究,分散性染料易染, 离子型染料可染,阻燃,抗菌及高吸湿性的涤纶纤维,最引人注意的是仿真丝聚酯纤 维。据报道,目前国际市场上仿天然纤维产品中,有一半属于仿丝型,特别是日本的 仿丝型聚酯纤维在国际市场上具有很强的竞争力【。 .改性涤纶纤维的主要品种和改性 ..服用舒适性涤纶 目前,人们对于涤纶纤维的要求是不仅要具有优良的物理机械性能、挺括的外观 和洗可穿性、形状保持性,还要求具有良好的服用舒适性,而穿着的舒适性与织物的 吸湿性、透湿性、透气性和热传导性有密切的关系。对于涤纶纤 维的改性主要可以从 以下个大方面着手: 化学改性包括?采用功能性共聚单体聚合形成新型共聚物;高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 ?共混以功能性添加剂纺制出所需纤维; ?采用辐射线等特殊条件对纤维进行特殊基团的接枝共聚; ?对纤维或织物进行涂层整理。 物理改性包括?聚合及纺丝条件变化形成新型如中空、多孑纤维; ?对纤维进行特殊处理如碱处理,使其表面形成凹凸结构; ?纤维超细化,横截面异型化以形成有利于吸排湿结构。 工艺技术方面改性:如对纤维进行变形加工,不同种类、纤度的纤维混合以及 新型加工原理等手段,甚至以上技术联合应用都可以改善 纤维的吸排湿性能,开发出高品质面料?】。 报道的具体改性方法有: 提高吸湿性 常规聚酯纤维属疏水性纤维,分子链排列紧密,结晶度和取向度较高,而且分子 链结构本身极性小,缺乏亲水性基团,因而吸湿性很差。提高聚酯纤维的吸湿性方面 的研究已进行过较多探索,其原理主要是通过接枝共聚等方法, 在纤维上引入亲水性 基团,包括羧基、酰胺基、羟基以及氨基或者磺酸基团等,这些基团对水分子有相当 的亲和能力。 与高吸湿性的物质共混 东丽公司采用份 己内酰胺、份和份在在磷酸三甲 酯的存在下反应,先制备嵌段共聚物,然后将其和按:比例共混纺丝、拉伸 及热定型,就可以制成./幂良好吸湿性共混纤维。采用不同吸湿性能的聚 合物组分复合纺丝方法也可以制得高吸湿性聚酯纤维。日本酯公司研究的一种高吸、 放湿聚酯复合纤维是由中空部分、吸湿放湿热塑性芯部分、聚酯夹层以及易碱溶的皮 部分构成。其中芯成分含乙二醇、间苯二甲酸双羟乙酯..磺酸钠、聚乙二醇、对苯 二甲酸共聚物和.%的 ,夹层含和.%的,皮层含成分, 芯与夹层之:,皮层量占总重量的%,‘中空率.%,纤维碱处理后?、 %时吸湿性大于.%。 用亲水性物质整理 用亲水性试剂对纤维进行后整理也可以使聚酯纤维获得较好的吸湿性。如帝人公 副将一种高吸湿性丝蛋白丝胶朊牢固附着于纤维上,开发出高吸湿性纤维?? ”,其织物的吸汗快干特性比普通聚酯织物强倍。而且由于丝胶朊是 “ 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 一种氨基酸,在服装贴身穿着时可被皮肤吸收起到保护皮肤功能,同时它对遗传性过 敏性皮炎有一定的疗效。东丽公司将聚酯织物用含%甲基丙烯酸和%的混合 物水溶液浸轧,在?蒸汽中置于微波下,然后水洗、干燥、热定型, ,得到的织物在标态下具有.%~.%的吸 染色后再用/水溶液处理 湿率,而且手感舒适。 接枝共聚 用亲水性试剂对纤维进行后整理,更多的是与接枝共聚等方法结合起来,共同改 善其亲水性。 如旭化成将.份对苯二甲酸二甲酯、份乙二醇和.份.磺酸钠二甲酸二甲 酯共缩聚,得到金属盐含量为./的聚酯纤维,将此聚酯织物用:体积比 丙烯酸/甲基丙烯酸混合物的水化物处理、,然后用% 水溶液在处理,最后用.%醋酸镁处理,得到吸湿率为.%且耐洗性较好 的织物。 改善纤维的物理、形态结构 纤维的许多物理性能与截面形状有关,在改善聚酯纤维吸水性研究中,较多的要 数纤维横截面形态方面的变化。纤维横截面形状的改变对涤纶的吸水性有直接影响。 横截面为非圆形的涤纶吸水性优于圆形横截面涤纶,如三角形、三叶形、四叶形、多 叶形、菱形、中空形、异形中空等异形纤维【】。具有复杂几何图形横截面的异形涤纶, 其吸湿性、抗起球性、?爽性分别有不同程度的改善。日本东洋纺开发出的型横截 面吸汗型聚酯纤维.,其长长的狭缝产生了迅速吸收汗液的毛细管效应,而扩 大的纤维表面也使吸收的汗液迅速扩散并干燥,其吸水速率、吸水高度以及完全干燥 所需时间分别为/常规涤纶:/,/和/。 碱水解处理 碱水解处理是目前研究较多的改善涤纶服用舒适性的主要方法 【】。用传统的碱水 解处理法制得的涤纶织物服用舒适性没有明显的改善。改进的方法:在纺丝阶段共混 以含有间苯二甲酸双羟乙酯..磺酸钠成分的添加剂,得到共混涤纶,此方法可提高 纤维产品的吸湿排汗性能。 ..阻燃涤纶 据统计表明,城市火灾的主要原因是纺织品的易燃性,因此涤纶纤维的阻燃改性 研究日益受到广泛的关注。目前较多采用的涤纶阻燃改性是将磷系共聚阻燃剂、间苯高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 二甲酸及脂肪族二元羧酸与对苯二甲酸、乙二醇进行共聚反应,从而制备阻燃聚酯切 片,对纺丝工艺调整改进后,制备出阻燃涤纶【 。对聚合工艺加以适当调整,可增加 生产过程的稳定性,优化阻燃高收缩切片的性能指标,使其熔点降到比常规半消光阻 燃切片低~。 磷系阻燃涤纶切片的纺丝温度比普通涤纶切片的纺丝温度低左右,其可纺性 良好;在改进的纺丝工艺条件下,可纺制出阻燃剂添加量为%~%、 断裂强度为. /以上、断裂伸长率为%左右、织物极限氧指数为的具有良好可纺性的 阻燃涤纶【。 ..抗菌涤纶 对涤纶纤维的抗菌改性基本上是通过两种方法达到的;第一种方法是在纺丝工序 加入抗菌添加剂,第二种方法是采用抗菌溶液进行后处理。 在混合纺丝工艺中,抗菌剂是在喷丝板前加入聚合物流体中或混入纺丝聚合物的 加料中的。添加剂的特性必须和纺丝条件相匹配如颗粒直径、热稳定性和化学稳定 性、和聚合物相互作用不降解、对纤维的质量没有负作用。抗茵剂主要分为三类: 无机抗茵剂、有机抗茵剂、高分子抗菌剂。有机抗菌剂耐热性差,且分解产生有毒气 体,对环境造成一定污染。高分子抗茵剂耐热性不理想,且加工困难。无机抗菌剂克 服了传统有机抗菌剂在安全性、抗药性及耐热加工性等方面的缺陷,又能符合人们对 舒适、健康和环保的新要求,可广泛应用于纺织环保等行业。银离子安全无毒,抗菌 性能极佳,所以,制各无机抗菌剂通常使用银离子及其化合物【。 在加工后期的整理技术中,采用抗菌剂的最常用的技术是喷淋、浸渍、浸轧和涂 敷。纺织品的表面往往在纺织品制造过程的最后染整工序中进行处理。抗菌剂是通过 在纤维上的交联物理结合或固结在表面上的。最常用的添加剂基本上是有机化合物, 如卤代水杨酸、酰替苯胺、有机金属化合物、季胺化合物、有机硅季胺盐和季胺磺胺 的衍生物。由于其中太多数都是水溶性的,不可能紧固在纤维的表面上,所以它们必 须不断反复施加。 ..纳米技术改性涤纶 纳米氧化锌粒子和纳米氧化钛粒子可用作涤纶纤维的添加剂【】。将添加至 聚合反应体系中进行原位聚合得到的/纳米复合材料纺制成纤维,不仅可以提 高其可纺性,而且由于分散效果的改善可提高纤维对紫外线的屏蔽作用,经测 试得到的抗紫外纤维力学性能及抗紫外性能良好。另外,有报道,先在中聚 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 合入纳米二氧化硅粒子一般为总重量的%%,然后抽拉出纤维,再用热腐 蚀性物质去除纤维表面的纳米二氧化硅粒子。这样能使纤维具有多孔渗水性表面,易 于染色。用这种纤维织成的织物手感柔软类似棉织物【。 随着聚合物,粘土纳米复合材料的研究越来越成熟,人们开始用这种新型复合材 料来改性涤纶纤维,并取得了一定的进展。相关的报道主要集中于蒙脱土改性聚酯纤 维。 .聚合物/纳米粘土复合材料 粘土是一种资源丰富的矿物,价格低廉,具有良好的物理和力学性能以及高的耐 化学品性能等,更重要的是其具有天然的纳米结构。当它以纳米单元体分散在聚合物 基体中,可以发挥其纳米效应。这种效应的产生源于其表面原子呈无序分布状态而且 有特殊的性质,表现为量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面与界面效应等【,使 形成的聚合物/粘土纳米复合材料较纯聚合物有优良的力学性能和热稳定性等。 年丰田公司的研究小组报道了利用原位插层复合方法制备聚己 内酰胺/粘土 纳米复合材料,使聚合物材料某些性能得到明显的提高,如拉伸强度、模量、冲击强 度、以及热变形温度等【?。纳米复合材料与同组成的常规复合材料相比具有更好的力 学性能和热性能等,因而近几年发展相当迅速,已经引起了高分子领域的广泛关注。 ..粘土的结构和特性 粘土矿物是丰面体和面体结合形成的二维层状结构,见图., 图.。 二八面体 图.四面体片结构示意图 图..八面体结构示意图高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 粘土矿物的四面体与八面体可以采取:比例结合形成:型层状粘土,也可以 采取:的比例结合形成:型层状粘土。层与层之间为弱的分子键,当有杂质取代 和时,其它的离子,如,,等就填充在层间,以维持电荷的平衡, 这样的结构给予粘土矿物如下一系列的特征: 层间距离的可膨胀性。粘土矿物层与层之间以分子键相结合,即使有,等异离 子存在,,.键的结合力也远小于.或.的键强,水分子可以进入层 间, 并使层间距离有可变性.这一特性同样可为渗入其它的离子或分子所利用. 层间离子可交换性。层间弱键合的离子可以被其它离子所取代,金属离子、无机 络合阳离子、有机阳离子或阳离子基团都可能取代而进入层间,并根据离子或离子团 的大小,调节层间的距离,粘土矿物层间可取代离子的数量称离子交换容量。显然, 离子交换容量愈大,粘土层间距离可调节的范围也愈广。 吸附性。粘土矿物的颗粒一般较细小,层与层之间还有一定的空隙,因此比表面 积大,对其它物质有吸附性,可用作脱色、吸附水的干燥剂.同时颗粒边缘还具有电 荷不饱和性,有强的吸附其它离子的性能,例如凹凸棒土经过表面处理,可以用作脱 氯剂。 颗粒的纳米属性。粘土矿物片状单位构层厚度约~.,单层片的厚度也在 左右,因此就有可能将它剥离分散成纳米级的薄片。 ..聚合物/粘土纳米复合材料的制备方法 吸附方法 聚合物或单体不通过任何化学键或化学问力,而是靠吸附作用使粘土分散到聚合 物基体中,即把粘土预先分成均匀的纳米分散相,靠聚合物和具有纳米结构的粘土片 层之间的微小的偶极距,使聚合物吸附在粘土的表面上,从而形成纳米复合材料【。 用自由基引发剂来浸泡蒙脱石使之吸附、渗透并插入粘土的片层之间,而后引发 聚合来制备预浸乙烯基单体如四氟乙烯、丁二烯、丙烯酰胺、丙烯腈、苯乙烯等。由 于该法的推动力主要来自聚合物与粘土间的偶极距,实际上能够插入层间的聚合物比 例很低,而且如果将生成的聚合物/粘土纳米复合材料悬浮在有机溶剂中,还会发生 解吸现象,因而很难达到理想的纳米分散效果。科技工作者发展了上述方法,利用直 接吸附插层法即通过吸附作用取代粘土片层表面的水分子而插入粘土片层之间来制 备一些不带电的线性聚合物如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙二 醇等的纳米复合材料。反应的动力来自过程的熵增,但是由于整个过程的熵值变化 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 不大,聚合物在粘土片层之间的吸附插层效果并不理想。 插层方法 由于吸附方法很难制备成性能稳定的聚合物纳米复合材料,各国的科技工作者又 探索新的制备方法。插层法可以使聚合物和粘土形成性能稳定的纳米复合材料,所以 从出现以来一直就受到各国研究学者的重视,到目前已成为一种主导制备聚合物/粘 土纳米复合材料的方法。它是指将聚合物或单体插入经插层剂如脂肪二胺盐化合物、 酯环化合物处理的层状硅酸盐片层之间,进而破坏硅酸盐的片层结构,使其剥离成 厚为,面积为的层状硅酸盐基本单元,并均匀分散在聚合物的基体 中,以实现高分子与粘土类层状硅酸盐在纳米尺度上的复合幽】。聚合物对粘土的插层 及其层间膨胀过程是否能进行,取决于该过程中自由能的变化,自由能的变化又与制 备过程中的焓变和熵变相关。只有综合分析聚合物层状硅酸盐纳米复合材料制各过程 中的焓变和熵变以及外界条件的影响,才能对某一特定的材料选 择最佳的制各方法和 最有利的实施途径。赵竹第【】等用.氨基酸处理蒙脱土,由于己内酰胺的引入而使 蒙脱土发生膨胀,从而己内酰胺可以在蒙脱土的硅酸盐片层之间聚合,形成聚己内酰 胺/粘土纳米复合材料。漆宗能【】后来发展了一步法,制备成高性能的聚酰胺/粘土 纳米复合材料。根据插层的外界环境不同可以有以下各种插层法。 嚣 玎 忡 悯茸 一? 一时 一新击 蘑北 鬣霪 图..层间插入过程示意图 溶液插层法 聚合物大分子链或单体在溶液中借助有机溶剂氯仿【】、二甲基乙酰胺【】、甲苯 【羽、聚四氢呋喃而插层进入蒙脱土的硅酸盐片层之间,即首先 有机粘土在溶剂中发 生膨胀,溶解在有机溶剂中的聚合物加到溶液中,在粘土片层之间插层,然后再挥发 溶剂。等成功地制得了聚酰亚胺/粘土纳米复合材料,王胜杰等【】也用溶液插高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 层法制得非常均匀的纳米复合材料。等引】用疏水性绿土季铵盐交 换处理与聚丙烯的甲苯溶液共混,经加热可以得到/纳米复合材料。与纯 聚丙烯相比,纳米复合材料的透光率从.%降至.%,但弯曲模量、弯曲强度、 抗张模量、抗张强度都增加。此法主要的优点就是提供了聚合物低极性或无极性与 粘土合成插层型纳米复合材料的可能性。由于溶液插层法制备纳米复合材料的过程中 利用了有机溶剂,大量溶剂不易回收,容易对环境造成污染,而且多数溶涨的粘土仍 呈层层的薄层堆积,不能以单层均匀分布在基体中。 熔融插层法 由于很难找到合适的单体来插层或找不到合适的溶剂来同时溶解聚合物和粘土, 所以溶液插层法受到了限制,采用聚合物熔融插层法能克服上述 方法的缺点。熔融插 层过程最早由等于年报道【】,即是将处于熔融状态的聚合物热塑性与有机 粘土混合,然后在高于聚合物玻璃化转变温度下退火,从而形成纳米复合材料。用烷 基胺处理后的蒙脱土的熔融插层法,聚合物链在插层过程中构想熵骤减,在聚合物与 有机粘土的整个插层混合与退火期间中,主要是焓为之提供驱动力。同时要求插层 后的聚合物高分子链之间的相互作用和粘土片层间的相互作用必须小于聚合物与粘 土片层之间的相互作用,否则不能形成稳定的复合物。熔融插层法不需要溶剂,工艺 简单,从而在工业上有着潜在的用处,所以越来越流行。通过挤压法已经成功地制各 出聚合物/粘土纳米复合材料【,大量的热塑性聚合物从聚己内酰胺到聚苯乙烯 都已经成功地插层在粘土的片层之间。 余鼎声等用熔融插层法制得粘土/聚己内酰胺复合物,等【】也将聚苯乙烯插 层到了粘土层。张披等用熔融插层法制得了聚氯乙烯/白泥/聚丙烯酸纳米复合材料, 并对复合材料的冲击强度及动态力学性能进行了研究,结果表明:白泥/聚丙烯酸丁 酯含量为.%时,复合材料的力学性能最佳,聚氯乙烯与高含量的白泥/聚丙烯酸 %和. 丁酯分别为. %形成的复合材料,在聚氯乙烯的玻璃化转变温度 之前,模量则先降低而后增加。乳液聚合法 由于蒙脱土有很强的吸水性,很容易吸水膨胀,能在水溶液中形成稳定的悬浮液, 蒙脱土片层可能以单层剥离形式分散在水中,而且由于乳液体系中乳化剂进一步增进 了粘土与聚合物的相容,粘土片层又具有很强的吸附能力和高活性,从而使引发剂更 容易进入层间,并有可能在层间形成氧化.还原引发体系,引发单体在片层内发生聚 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 合,通过大量聚合热使片层解离,达到真正意义上的纳米复合。 李同年等【】用乳液聚合法制得聚苯乙烯/蒙脱土插层复合材料,陈光明等【】也成 功地制备了聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料,官同华等制成了聚甲基丙烯酸甲酯 /蒙脱土纳米复合材料。张径幽】贝先用二次插层法改进了蒙脱 土的有机化处理 方法,然后通过悬浮聚合制备了~蒙脱土纳米复合材料,该法的显著特点就是 先后利用两种不同的插层剂乙腈和乙醇对蒙脱土进行插层处理。张立群等【】将粘 土的水悬浮液与定量的丁腈橡胶胶乳混合使胶粒随水介质进入粘土层问, 再用稀盐酸电解质把纳米分散结构固化下来,成功地合成粘土/纳米复合材料。 吴友平等【删则将一定量的粘土分散于水中制成悬浮液,与一定量的羧基丁腈胶乳、助 剂和相溶剂等混合。使粘土晶层与胶乳粒子彼此穿插,相互隔离,最后加入絮凝剂使 粘土纳米级分散结构固化,从而制备成纳米复合材料。 .聚合物/高岭土复合材料. 高岭土,是一种具有很高经济价值的矿产资源,因其最早发现于中国 景德镇高岭村而得名。 高岭土最主要的组成部分为高岭石,高岭石的理论结构式为?, ., ., .。常含少量混入物钙、钾、镁、钠等。是由 四面体的六方网层与“氢氧铝石”的八面体层按:结合成层状结 构,属:型层状硅酸 盐矿物,层间靠范德华力相连。单位构造高度.~.,层电荷近于,层间没有离 子和水分子。通常高岭石晶体呈六方形、三角片状,但有的在特殊的成矿条件下也会 形成管状或棒针状的晶体形貌。高岭石的阳离子交换量很小,为/,主 要是颗粒边缘断裂键上的离子造成,埃洛石的单元层与高岭石相同,但层间有一层水 分子。 苏州阳山高岭土矿石的矿物组中以结晶完好的假六方片状有序高岭石为特征,其 次有埃埃洛石、明矾石、菱铁矿、黄铁矿等副矿物。 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 图.高岭土层间结构示意图 目前国内外高岭土最主要的用途是造纸,用量占世界产量的一半,其次是涂料油 漆涂料、橡胶、塑料工业填料、陶瓷及耐火材料等。应用领域主要涉及建材、轻工、 化品等,其次涉及农业、环保等方面。特别是作为填料,在造纸和电缆工业中, 高岭土具有独特的作用。在造纸工业中,由于高岭土具有良好的 不透明性及可印性, 使它成为生产气刀级或刮刀级涂布铜版纸的重要原料;在电缆原料中,高岭土凭借其 卓越的电绝缘性,成为生产电缆用橡胶塑料不可替代的填料。在高岭土用作纸张、塑 料、橡胶的填料时,需要对它们进行特殊处理,而锻烧就是有效的处理方式之一。尽 管锻烧高岭土的开发和利用不过是近几十年的时间。为了满足高岭土在各种工业生产 中的要求,一般考虑以下十几点工艺特征:、白度和亮度;、粒度分布;、可塑性:、 结合性;、粘性和触变性;、干燥性能;、烧结性;、烧成收缩;、耐火性;、悬 浮性和分散性;、可选性;、离子吸附性及交换性;、化学稳定性;、电绝缘 性。 与蒙脱土相比,高岭土具有更高的白度,晶层表面具电荷中性蒙脱石晶层具 较高的负电荷以及高岭土粘土矿床通常比蒙脱石粘土矿床含杂质少,因此利用高岭 土生产纳米粘土比利用蒙脱石粘土具有更大的优势,例如可以更好地用于白色或浅色 橡胶和塑料、白色和浅色涂料,以及成本更低廉等,其比较见表..【】高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 表高岭土与蒙脱石比较 ..高岭土在涤纶改性中的应用 ...国内外研究进展 相比较在造纸,涂料,陶瓷及耐火材料等方面的应用,高岭土在涤纶改性中的应 用并不多见。国外曾有报道,在日本纤维工业界,近年来大量开展了在涤纶聚合过程 中添加高岭土或高岭土/的研究应用工作,并用含高岭土的涤纶制成纤维,经织 造,染整制成独特风格的面料上市。 国内,苏州高岭土公司曾进行过涤纶切片用高岭土填料研究,并指出高岭土经活 化剂改性后,作涤纶填料使用,可改善纤维的加工性能。高岭土之用于涤纶,不仅是涤纶 的改性剂,更是增量剂,可节约昂贵的涤纶原料。在该产品的生产过程中,基本无环境污 染,经济及社会效益显著。另外,山东枣庄三兴高新材料有限公司开发生产了涤纶 切片,尼龙切片高岭土由于其微细的粒度,用于涤纶纤维、尼龙纤维或其他纤维中, 具有不断丝、可纺性好等优点。江苏仪征化纤研究院也曾进行过类似研究,并指出掺 有高岭土微粒子的新型涤纶纤维在生产过程中可以降低纤维的动静摩擦系数,使纤维 的运行张力降低且均匀,从而大大改善了落筒,加捻,卷绕,纺织等后加工各个方面 的性能。 ...高岭土在涤纶改性中的作用 改善涤纶纤维的表面色泽 众所周知,真丝织物有着优雅的光泽和鲜艳的色彩。此特征是由其纤维的光学性 质所决定。如果用偏光法来分析真丝的反射光,可以看到真丝的特征在于它具有很少 的表面反射光,较多的内部透过光和内部反射光。表面反射光是由纤维表面反射出来高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 的光,较为耀眼;而透过纤维内部的透射光和内部反射光则是一种柔和的光。涤纶纤 维折射率大?时,.,纤维表面平滑,光线在纤维表面大部分被反射,其结 果使纤维产生强烈的金属般光泽。为降乇纤维表面的反射率,曾采用过多种方法, 例如在纤维表面涂敷低折射率的树脂;用等离子体轰击纤维表面以形成微细凹凸等 等。但是,这些方法耐久性差,而且不经济,实现工业化困难。 实验证明,添加非活性无机微粒,对涤纶纤维的显色性有显著影响。如果添加粒 子的折射率粒.,如同纤维中存在着空气泡,影响光在纤维内部的扩散,显色性降 低;当牲.时,则成了消光纤维,整个纤维失去透明,显色性更差。的折射率为 .,比涤纶纤维折射大得多,是一种优良的消光剂。在涤纶生产中,即使加入涤纶 重量的.%,也会使纤维显色性明显下降。因此,在我们的涤纶纤维中,无论添加 折射率比涤纶大的或比涤纶小的微粒都是不合适的。如果添加与涤纶折射率大致相同 的无机粒子,则在不降低纤维内部透过光及反射光的前提下,降低了纤维表面反射光, 使纤维具有真丝般的光泽。高岭土的折射率约为.,与涤纶的折射率相近,可达到 上述目的四。在涤纶纤维生产中,高岭土改性涤纶纤维经织造、染整后具有良好的显 色性。 降低动、静态摩擦系数 从纺丝牵伸工艺及后加工工艺可知,只有尽量降低涤纶纤维与纤维之间、纤维与 各导丝盘及牵伸辊之间的机械摩擦,减少纤维的运行张力,才能使涤纶纤维在后加工 工序中获得均匀牵伸和良好的通过性。然而,通常的涤纶纤维,尤其是不加的超 有光涤纶纤维,其表面十分光滑。这样,由于分子间引力,反而使纤维与纤维之间、 纤维与各牵伸部件之间产生较高的摩擦力,不但使丝束运行张力增高,而且丝条各部 分受力不均匀,在较大的牵伸倍率下容易产生毛丝,造成缠辊,使牵伸难以连续进行。 为了降低纤维与金属的动态摩擦系数,长期以来,人们作了各种努力。例如,对 丝束进行上浆处理;在丝束上涂以某种油剂;在熔纺过程中,添加某种非活性的可溶性 盐类的无机粒子,纺丝完成后再用某种溶剂除去这种无机粒子。在纤维表面留下凹凸 等等方法。但无论哪一种做法都未能最终解决这一难题。例如,现行的涤纶工艺中. 在涤纶熔体中添加了一定量的粒子,虽然有利于后加工工艺,但 同时也会使涤纶 纤维产生很大程度上的消光,限制了纤维染整后显色性的发挥。若在涤纶熔纺中添加 适量的高岭土,则能顺利地解决上述问题。 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第一章引言 高岭土与并用,产生新奇效果 在分别添加相同百分含量和高岭土的聚酯纤维中,含的纤维表现出很大 程度上的消光,而含高岭土的纤维则相对比较透明。因此可以调节和高岭土在涤 纶中的添加量的混合比例,制成的纤维经染整后可得到各种显色的效果。在生产具有 天然雪花绸的涤纶竹节丝的过程中,通过高岭土的适量添加,能使牵伸斑在两个牵伸 辊之间呈现随机的分布,使织物更具天然雪花绸的外观。 其它作用 作为功能性的陶瓷粉体,代替价格昂贵的纳米作为消光剂,同时高岭土对紫 外光等微波具有较强的吸收能力,可以改善聚合物的抗紫外线【】和远红外保温功能。 .本课题的研究工作 .高岭土改性涤纶纤维的生产及其可纺性的研究 .高岭土改性涤纶纤维的结构与性能研究高岭土改性涤纶纤维及 其性能的研究 第二章实验内容 第二章实验内容 弟一早头叛叫奋 .实验材料、仪器及化学药品 ..实验材料 大有光聚酯切片: 由上海金山石化提供 纤维级高岭土: 由中国高岭土有限公司提供,平均粒径. 母粒: 由苏州宝力塑胶有限公司提供 ..实验仪器及设备 表实验仪器及设备 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第二章实验内容 ..化学药品 ...分散染料 。 高岭土改性涤纶纤维的基本染色性能实验所用的分散染料及特 性见表.。 表染色所用分散染料及其特性 ...其他化学品 丙酮、醋酸、醋酸钠、无水碳酸钠以上为分析纯;连二亚硫酸钠 化学纯;精 练剂、高温分散匀染剂 以上为工业品等。第二章实验内容 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 .实验方法 ..样品制备 ...切片及母粒干燥 将涤纶切片及高岭土母粒充分混合后置入真空转鼓内,抽真空至..,并 加热升温使转鼓内温从室温以?/小时的速度升至?保温,约小时后再继续 升温至保温及保持真空,约小时后取样测含水率小于后待用。涤 纶切片也按上述方法干燥待用。 ...纺丝 纺丝在高速纺丝机上进行螺杆直径:;喷丝板规格:×?.;纺 丝速率:/;螺杆各区温度:见表. 表螺杆各区温度 将干燥好的涤纶切片与高岭土母粒放入纺丝机上的干切片贮存桶内,并将桶密 封好。等螺杆各区升到所设定工艺温度约后,开纺丝计量泵排料,等纺丝流 体呈稳定流线排出并且没有气泡时,安装纺丝组件开始纺丝,用吸枪卷取初生纤维 在纺丝锭子上,调整纺丝温度等工艺条件并尽量使纺丝处于稳态。 ...牵伸 将纺出的涤纶纤维用型牵伸机进行牵伸,牵伸倍数.倍。 ..染色实验方法 ...纤维的前处理方法 前处理在水浴锅中进行,按:的浴比配制精练液 /,精练剂 /,将织物投入精练液,升温至处理,然后水洗,?水洗, 室温水洗至中性,晾干备用。 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第二章实验内容 ...染色温度对比实验 % 染色处方:染料 匀染剂 / 调节 浴比 : 染色工艺流程: ? 图染色工艺曲线 选择不同应用类型的染料,按图.工艺分别在不同的温度下对涤 纶纤维进行 染色,染色结束后取出试样,充分洗净纤维上的残留染料,染色残 液定容,测定残 液的吸光度,计算上染百分率。染色后的纤维在侧色仪上测/值。 ...升温上染速率曲线的测定 % 染色处方:染料 匀染剂 / 调节 : 浴比 染色工艺流程: 】? 图染色工艺曲线 第二苹实验内容 高蛉土改性涤纶纤维及其性能的研究 选择不同应用类型的染料,按图.艺对涤纶纤维进行染色,分别在 规定的时间 取出试样,充分洗净纤维上的残留染料,染色残液定容,测定残液 的吸光度,计算上 染百分率,得到上染速率曲线。 ...提升性实验 选用不同结构偶氮、葸醌、杂环的染料对普通涤纶纤维和高岭土 改性涤纶纤维 进行染色比较实验。染料的用量分别为%、%、%、%、%,染色工艺如 图.,染色温度定为。染色结束后,取出纤维试样,进行还原清洗保险粉./, ./,净洗剂 /,,,充分洗净后晾干,测定染色纤维的/ 值。 .测试方法 ..纤维纤度 数取纤维根,在纤维切断器上截取定长,相当于取得长度为的纤维, 然后在十万分之一天平上称得其质量,并换算成国际标准单位特或分特 ,即得纤维纤度。 ..聚集态结构 涤纶纤维的聚集态结构用广角一射线衍射进行研究,实验条件:管压 ,管流,靶,滤波。扫描角,扫描速度/。 将待测纤维样品剪碎,填满样品槽待用。在范围内对样品进行扫描,首先得到 样品总的衍射曲线,然后利用计算机对样品进行分峰处理,确定无定形部分,从而 得到样品的结晶度,晶粒尺寸,晶面距等。 具体计算公式如下: 结晶度:.托?夏再 ×% 其中为分峰后结晶峰的面积,为无定形散射峰的面积。 晶面距:由布拉格公式计算: 第二章实验内容 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 式中为布拉格角;为晶面距;五为射线波长 晶粒尺寸:垂直于晶面方向上的晶粒尺寸。,可由公式求得: 坼铷钆 式中: ,为垂直于晶面方向上的晶粒尺寸;为布拉格角:‖;为衍射峰 半高宽;为晶体形状因子,取.;九为射线波长 表 特征衍射峰闱 ..表面形态 在型扫描电子显微镜上对待测的四种涤纶纤维进行纵向和横截 面的观 察,显微镜放大倍数为倍。 ..沸水收缩率 取长度为.的涤纶样丝,在实验条件下放置小时至平衡。处理过 的样丝逐根挂在立式量尺上,丝下端挂以./左右的预加张力使样 丝伸直, 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第二章实验内容 秒后在零点和处做标记。将样丝放入沸水中处理分钟后取出,经预调 湿处理?士?烘箱内预哄分钟,放入标准实验条件下平衡小时。将样丝 挂在立式量尺上,丝下端挂上原来的预加张力重锤,秒后准确测量每根丝煮后的 收缩长度。用下式计算沸水收缩率。 沸水收缩率%:?一? 厶 式中,。为样丝处理前的长度;为处理后的长度。 ..力学性能 将试样放在标准大气条件温度,湿度为%士%下平衡小时,然 后在标准大气条件下测试。测试时,将不同高岭土含量的涤纶纤维各取根,在 .万能材料试验仪上测定单根纤维的强度、断裂伸长率、杨氏模量,测试 后分别计算平均值。 ..吸湿性能 将涤纶纤维在的烘箱内干燥至恒重,取出放入干燥器内冷却分钟,然 后放入?,%的透湿量仪中恒湿小时,称取湿重。,然后再放入的 烘箱内干燥至恒重,冷却并称取干重,按下式计算涤纶纤维恒湿 小时后的吸湿 率。 吸湿瓤警× 用上述同样方法,将涤纶纤维放置于大气条件下小时,并计算吸湿率。 ..抗紫外性能 抗紫外因子测试 取不同高岭土添加量的涤纶织物各块,在 仪上分别读取波段的紫外透过率曲线,在及波段的总透过率 和,以及紫外防护系数 ,并计算其平 均值。高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第二章实验内容 ..上染百分率 上染百分率采用残液比色法确定,吸取适量的染色原液和染色残液,加入丙酮 和蒸馏水,使待测染液中的丙酮和水的比例为//,染液吸光度采用紫外可 见光分光光度计测定,用下式计算上染百分率。 上染%,一五 上式中~和分别为染色原液和染色残夜的吸光度。 .. /值的测定 在 测色仪美国上测定表观色深/值,采用光 源,。视场。为减小误差,每个试样取不同的位置测定次,取平均 值。 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第三章结果与讨论 第三章结果与讨论 .高岭土改性涤纶纤维的可纺性 可纺性通常是指纤维生产的稳定进行和产品质量易于控制的程度。本实验中纺 丝温度设定为:螺杆温度一区?,二区?,三区?,四区?,五区 ?,箱体。,侧吹风温度?,风速./.,纺丝速度/,三级 拉伸,总牵伸倍数.倍。 有报道称高岭土改性聚酯纤维中高岭土的含量通常为聚酯重量的%%,含 量超过%,喷丝组件压力上升较快,纺丝易断头,原丝力学性能下斛“】。但从表 .中可以看出,添加了高岭土无机粒子的涤纶切片可纺性同普通涤纶切片没有明 显差别,甚至添加了%高岭土无机粒子的涤纶切片仍然有着较好的可纺性。而且 从后加工性能上看,添加了高岭土无机粒子后的涤纶切片表现的更好,这主要是由 于这些无机粒子的加入降低了纤维与金属之间的动态摩擦系数,减少了纤维的运行 张力,从而大大改善了落筒、加捻、卷绕、纺织等后加工各个环 节的性能。 另外从成品纤维的色泽上来看,由于加入了与涤纶折射率大致相同的高岭土无 机粒子,在不降低纤维内部透过光及反射光的前提下,降低了纤维表面反射光使得 整个纤维的光泽比普通涤纶纤维要柔和的多。 表不同高岭土含量涤纶切片的可纺性能 .纤维纤度 纺丝实验结束后,用分析天平分度值. ,黑绒板,镊子,纤维切断器切 断长度等对所得纤维进行纤度测定,结果见表.高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第三章结果与讨论 表.涤纶纤维的纤度 .聚集态结构 由于结晶高聚物的分子呈有规律的周期性排列,因此一定波长的射线通过结晶 高聚物就会发生衍射,衍射形成的图样是物质内部结构的反映。一般来说,不同结晶 物质所产生的衍射谱线位置和相对强度都不相同。因此,我们用广角射线衍射仪对 不同高岭土含量的涤纶高聚物的聚集态结构进行了研究。 图.~图为涤纶纤维样品的射线衍射图。 磬. 参 量 图.普通涤纶纤维的射线衍射图高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第三章结果与讨论 ?吾量三 . 图高岭土添加量为%的改性涤纶纤维的射线衍射图 ? 乱各暑工 图.高岭土添加量为%的改性涤纶纤维的射线衍射图 ? ; 旦 量 图高岭土添加量为%的改性涤纶纤维的射线衍射图高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第三章结果与讨论 从普通涤纶纤维的射线衍射图图.与添加高岭土粒子的射线衍射图图 图.的比较中我们可以看出,加入了高岭土无机粒子后,涤纶纤维的几个特 征峰.处的【晶面,.处的【】晶面,.处的【】晶面的衍射强度明显 下降,而且所加的高岭土无机粒子越多,衍射强度下降的越明显。上述现象表明,改 性后涤纶纤维的结晶度有所下降,高岭土无机粒子的加入抑制了涤纶纤维的结晶。 表.为涤纶纤维由.射线衍射分峰计算所得的纤维样品的结晶度,晶面距和晶 粒尺寸。由表可知,添加了高岭土无机粒子后,涤纶纤维的结晶度有所下降,特别是 添加了%高岭土含量的纤维,结晶度下降的比较多。而从晶面距来看,则没有太大 变化。从晶粒尺寸来看,随着无机粒子的加入,【】,【】晶面的晶粒尺寸有所下 降而晶面的晶粒尺寸有所增加。这些变化将会影响到改性涤纶纤维在应用中的 一些性质。 表.几种纤维样品的结晶度,晶面距和晶粒尺寸 拌 群 群 撑 .% .% .% .% 结晶度 . . . .. . . . . . . . . . . ,. . . . . . . . . 其中侧为普通涤纶纤维 拌为高岭土添加量%的改性涤纶纤维 拌为高岭土添加量%的改性涤纶纤维 拌为高岭土添加量%的改性涤纶纤维 仁晶面距 卜晶粒尺寸第三章结果与讨论 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 .纤维表面形态 用扫描电子显微镜对改性涤纶纤维的表面形态进行了研究,结果 见图?,. 普通聚酯纤维 高岭土添加量为%的改性 涤纶纤维 高岭土添加量为%的改性 高岭土添加量为%的改性 涤纶纤维 涤纶纤维 图.涤纶纤维的纵向图第三章结果与讨论 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 凌辫‖影罗蓊 惫一 珍撼 普通聚酯纤维 ?高岭土添加量为%的改性 涤纶纤维 高岭土添加量为%的改性 高岭土添加量为%的改性 涤纶纤维 涤纶纤维 图涤纶纤维的横截面图 高岭土无机粒子在涤纶基体中的分散程度直接影响到复合材料的性能,因此能 否得到微粒均匀分散,无凝聚粒子的涤纶纤维是制备高岭土改性涤纶的关键。对于 高岭土粒子在纤维中的分散性,我们可以通过扫描电镜来研究。从图.,中可 以看出在涤纶纤维表面与截面上,均分散有一些微小的粒子,从微粒尺寸上来判断,高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第三章结果与讨论 它们都接近于高岭土无机粒子的尺寸。可见高岭土无机粒子在纤维中得到了较好的 分散,只有极少微粒存在凝聚现象,这为充分发挥复合材料的性能打下了良好的基 础。 .沸水收缩率 一般来说,合成纤维具有热收缩性,这主要是因为合成纤维在纺丝过程中为改 善纤维的物理机械性能,纤维受到多次比较强烈的拉伸和热定型作用,纤维大分子 内部残留了部分内应力,当纤维遇到热或湿热作用时,会改变原来大分子间的结晶 和取向状态,原来排列有序的链段变得松弛,并发生链折叠和重结晶现象,使纤维 产生不可逆的收缩。合成纤维的热收缩现象会使织物经后加工后,幅宽收缩过大或 收缩不一:如果把热收缩率差异较大的化学纤维混纺和交织,则在印染过程中,会 由于纱线收缩不一而使布面产生疵点,为避免出现以上不良现象,生产过程中必须 要测量合成纤维的热收缩率。本文分别测定了不同高岭土含量的涤纶纤维的沸水收 缩率,结果见表. 表不同高岭土含量的涤纶纤维的沸水收缩率 高岭土含量 沸水收缩率 、?% % . . . 从表中的数据可以看出,涤纶纤维的沸水收缩率随着高岭土添加 量的增加 而下降,当添加量达到%时的纤维沸水收缩率几乎降为普通涤纶纤维的一半。这 可能是由于添加的高岭土无机粒子在纤维内部起到了物理交联点的作用,阻止了纤 维的热收缩。高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第三章结果与讨论 .吸湿性能 用织物透湿量仪分别在两种不同测试条件下?,%下恒湿小时;大 气条件下恒湿小时对样品涤纶纤维进行了吸湿率的测定,测试结果见表.. 表..涤纶纤维的吸湿率 服用纺织品应具有良好的吸湿导湿性能。纺织材料的吸湿性能除了可以使皮肤保 持干燥这一直接效应外,吸湿热还能使织物成为一储热库,始终保持织物与皮肤间舒 适的微气候状态,达到提高舒适性的目的,因此吸湿性能这一指标对各种纤维有重要 意义。吸湿性能差是涤纶作为服用材料的主要缺点之一。提高涤纶纤维吸湿性能也是 改性涤纶主要研究内容之一。纤维的吸湿机理有:亲水性基团、非晶区吸附、表面吸 附以及毛细管作用等。王希岳刀等人的研究工作表明,若纤维的粗细以及纤维的截 面形状相似,纤维的化学结构与超分子结构是影响其吸湿性的主要因素。 如表.所示.在两种测试条件下,随着高岭土添加量的增加,涤纶纤维的吸湿 率明显增大,最大接近普通涤纶纤维的倍左右,这主要是因为高岭土无机粒子的加 入,使涤纶纤维的结晶度降低,非晶区比例增加的结果,另外,位于涤纶表面的高岭 土粒子还有可能会在表面形成小的孔洞,这也会增加涤纶的吸湿率。 .力学性能 在.型电子万能材料试验机上对四种不同涤纶纤维样品的断裂强 度、断裂伸长率、杨氏模量进行测量,测试结果见表.第三章结果与讨论 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 表不同高岭土含量的涤纶纤维的强度、伸长和模量 拉伸性能是纺织材料最重要的的力学性质。它对纺织品的拉伸强度、耐磨强度等 坚牢度指标,以及对纺织品的弹性、抗皱性、褶裥保持性、悬垂性等服用性能都有很 大的帮助。影响纤维强伸度的因素主要有: .纤维内大分子的聚合度、柔曲性 .纤维内大分子的结晶度和取向度 .纤维内形态结构的单一性 .测试湿度 .测试温度 从表.中数据可发现,与普通涤纶纤维相比较。高岭土改性涤纶纤维的断裂强 度与模量均有所降低,且高岭土含量越高,其下降的程度越大,而断裂伸长率则随着 高岭土含量的增加而增加。 这主要是因为高岭土无机粒子的加入改变了涤纶纤维大分子的超分子结构,纤维 大分子的非晶区比例增加而晶区比例下降,纤维大分子的取向度也有所降低所造成 的,这从射线衍射的结果中可知。但是如果我们能进一步改善纺丝、拉伸条件,尚 能进一步提高其强度,降低其拉伸率。 .抗紫外性能 紫外线是波长为的电磁波,在太阳光谱中约占%左右。一般分为长波 紫外线,、中波紫外线,、和短波紫外线, ~三大类型【】。其中可以杀菌以及使人体转化,合成维生素,防止佝 偻病等。但深入皮肤层中真皮,会使黑色素生成及促进皮肤老化。至于,皮下血 高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第三章结果与讨论 管若吸收紫外线后会引起盆涨,使皮肤变红,生出红斑,严重时会发炎。另外, 为一种更强的紫外线,有一定的杀菌作用,但会引起黑化至癌【。 一型纺 对改性涤纶纤维样品制成的织物的抗紫外性能测试在 织品抗紫外因子测试仪上进行,所得结果见表. 表.不同高岭土添加量涤纶织物的抗紫外性能 通常提高织物的抗紫外线性能都是通过对纤维或织物添加紫外线屏蔽剂进行的。 而紫外线屏蔽剂又分为无机和有机两种。其中无机类屏蔽剂主要是通过对入射紫外线 反射或折射而达到防紫外线辐射的目的。这类无机物质主要包括高岭土、碳酸钙、滑 石粉、氧化锌、二氧化钛等。从表中可知,添加了高岭土无机粒子的涤纶纤维的 值均高于普通涤纶纤维,而删以及均低于普通纤维,这主要是因 为高岭土这种无机微粒可以反射和折射光源而阻挡紫外线的入 侵,从而改善了涤纶纤 维的抗紫外性能。 另外,因试验条件所限,本试验所用的织物为十分轻薄的袜子织物,而织物的抗 紫外性能在很大程度上跟织物的厚度紧密度有关,故本实验所测出的各项指标值偏 低,若能将此种纤维织成较厚的机织布进行测试,其实际抗紫外性能将有很大程度的 提升。 .染色性能 ..染色温度对上染百分率和颜色深度的影响 染色温度影响着分散染料对聚酯纤维的可及度、分散染料分子的吸附、解吸、 在纤维内部的扩散、染料在染液中溶解和聚集以及分散染料的分散稳定性等等,它 对染色过程和染色所要预期达到的效果至关重要。染色温度对分散染料在聚酯纤维高岭土改性涤纶纤维及其性能的研究 第三章结果与讨论 内部的扩散的影响尤为重要。本实验中,选用了低温和高温两套三原色染料分别对 普通涤纶纤维,和高岭土改性涤纶纤维高岭土添加量分别为%,%,%进行 了染色温度的影响实验,实验结果如图.所示。在所选用的六只染 料中,分散黄 ,分散红和分散蓝为低温型染料,其余三种为高温型