The 20th Shanghai International Nonwovens Exhibition(SINCE)

第二十届上海国际非织造材料展览会

2023年11月8-10日 | 中国 · 上海世博展览馆

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改性聚丙烯腈纤维的研究与进展

核心提示: 改性聚丙烯腈纤维的研究与进展 加快差别化、功能化腈纶新产品开发,结合市场需求进一步提升高收缩、高吸水、抗菌、阻燃、耐高温及复合纤维的产业化规模。 ◎高收缩聚丙烯腈纤维 通常把沸水收缩率在20%左右的纤维称为收缩纤维,把沸水收缩率为35%~45%的纤维称改性聚丙烯腈纤维的研究与进展。

加快差别化、功能化腈纶新产品开发,结合市场需求进一步提升高收缩、高吸水、抗菌、阻燃、耐高温及复合纤维的产业化规模。

1高收缩聚丙烯腈纤维

通常把沸水收缩率在20%左右的纤维称为收缩纤维,把沸水收缩率为35%~45%的纤维称为高收缩纤维。在100℃或以上的湿热条件下进行膨化处理时,高收缩纤维急剧缩短,使常规纤维弯曲鼓起,填充在纱线间,从而使纱线增大、蓬松柔软而且具有保暖性能。与普通腈纶相比,高收缩腈纶的强度和卷曲度稍低。高收缩腈纶与普通腈纶混纺还可制成人造皮毛,具有手感柔软,织物厚实、丰满,保暖性好等特点。或者与羊毛、麻、兔毛等混纺,做成各种仿羊绒、仿毛、仿麻、仿真丝产品等,具有质轻、膨松、柔软、保暖性好等优点。

2高吸湿、吸水聚丙烯腈纤维

改善腈纶的吸湿、吸水性的方法主要有:用碱减量法对腈纶进行表面处理,使纤维表面粗糙化,产生沟槽、凹窝,以增强其吸水效果;并且纤维结构中的腈基与酯基在一定浓度的碱溶液下,水解生成的-COOH、-COONa都是亲水基团,对水分子有着很强的亲和力。适当地控制水解温度、水解时间及碱浓度,阻止碱液渗透到纤维内部,以防止纤维的强度和伸长等品质指针遭到破坏,从而使纤维具有一定的吸水性。还可以通过氨基酸在不同的反应条件下化学改性聚丙烯纤维,使腈基部分转化为羧酸基团,调节反应时间和反应温度使晶型转变,改善纤维的机械强度。

3抗菌防臭聚丙烯腈纤维

抗菌防臭纤维也称抗微生物纤维,是高科技含量的生物活性纤维的一个主要品种。该纤维具有良好的抗菌防臭效果,耐久、稳定,纤维不附着树脂,纤维及制品无毒,同时织物手感好,轻易加工,便于使用,无需后整理,成本低,效益高。适用的抗菌剂有季铵盐、二苯酯、芳香族卤素化合物、有机硅化物、硫化铜、银、甲壳素等;银离子以螯合形式担载于聚丙烯腈而具有抗菌性,抗菌作用主要是由于光催化机理。可把上述化合物引入共聚物分子或加入纺前原液中,也可在制成纤维或织物后进行处理。以共混改性方式制取的抗菌纤维比整理方式制取的抗菌纤维抗菌效果更持久,并且不改变纺丝方法和成形条件。新型广谱抗菌消臭功能纤维是利用聚丙烯腈纤维上活泼的氰基和水合肼首先发生氨基腙化结构化,再进一步使其在碱陆环境中水解,所制备的抗菌功能纤维含有多种含氮、含氧、杂环等多功能团。可协同地提高对不同种类细菌的抗菌活性和选择性。

4阻燃腈纶

对聚丙烯腈纤维进行阻燃改性的方法归纳起来主要有以下3种:(a)应用含阻燃元素(氯、溴或磷)的乙烯基单体,如氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯以及乙烯基磷酸酯等,通过与丙烯腈共聚,制得阻燃腈纶。(b)在纺丝原液中混入阻燃剂,制取阻燃聚丙烯腈纤维。在各种化合物中,含有硼、铝、氮、磷、溴、氯、硫、锑、铋等元素的一些化合物都具有阻燃作用,其中尤以磷、溴、氯这几种元素的阻燃效果最好。对阻燃剂要求颗粒细,与聚丙烯腈兼容性好,不溶于凝固浴和水。(c)在后处理时用阻燃剂对纤维进行表面处理。但这种方法得到的阻燃效果不持久,经多次洗涤即失去阻燃性。

5聚丙烯腈复合纤维

聚丙烯腈复合纤维是根据羊毛有两种外形不同的角质层复合而成的结构发展起来的一种新品种。它是由两种收缩性质不同的原液(第二、第三单体的种类或含量不同、或两组分的含量或相对分子品质不同)复合而成,从而形成一种永久性立体卷曲型的聚丙烯腈纤维。聚丙烯腈复合纤维能作为代替羊毛的一种复合纤维,具有较好的蓬松性、弹性、保暖性;但和羊毛相比,它的回弹性和卷曲性稍差。对纤维进行卷曲可以实现蓬松性,卷曲后再经过混合的步骤,卷曲就不再对齐,每根纤维不是最紧密的相互靠近,从而形成了蓬松。在短纤维中,卷曲产生的另一个重要功能是增加纤维的抱合力,从而使纱线具有一定的强度。

6细纤度聚丙烯腈纤维

纤维的纤度为0.44~1.33dtex时称细旦丝,而在0.44dtex以下称为超细丝。细旦丝手感柔软、强度高、光泽柔和,吸湿性比普通纤维高-倍,织物覆盖能力强,穿著舒适。细旦丝和超细旦丝的制法有:采用稀薄的纺丝原液成形、喷射纺丝法、离心纺丝法、超倍拉伸法、剥离型复合纺丝法、海岛型复合纺丝后用溶剂把连续相溶解掉等方法。细旦丝可制得各种新奇的仿真丝绸。细旦短纤可用作高级毛毯、床单等,腈纶细旦丝或超细丝还常被用于人造麂皮和静电植绒。

7超高分子量聚丙烯腈纤维

聚丙烯腈原丝是如今制备高性能碳纤维最理想的材料。解决聚丙烯腈纤维高强化问题的根本方法就是采用超高分子量的聚丙烯腈纺制纤维。为了得到高强高模纤维,一般要求聚合物相对分子品质在5X105以上。但聚合物在溶解过程中,由于相对分子品质大,分子链很长,不易移动且分子链间缠结作用很大,影响了大分子向溶剂中扩散,在-定浓度下,往往不能得到溶液,而仅得到冻胶。所以超高分子量聚丙烯腈只能用冻胶纺丝技术来纺丝加工。可用于石棉的代用品、增强材料、复合材料、高级的过滤材料、高品级的碳纤维等同。

来源:互联网

 

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