[发明专利]一种提高聚丙烯纤维染色性能的绿色加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维的改性方法，尤其是涉及一种提高聚丙烯纤维染色性能的绿色加工方法。

背景技术

聚丙烯纤维（丙纶）是二十世纪六十年代出现的一类重要的合纤品种为目前世界四大合纤品种之一。聚丙烯具有比重小、价格低、化学稳定性好、织物效应高等特点，一直为服装业与包装业所关注，尤其是细旦丝（单丝纤度＜2.2 dtex）手感好、有蕊吸效应、导湿透气性好，可用于针织军用服、防寒服等；具有很大的潜在市场。同时，聚丙烯纤维具有较高的耐冲击性，较强的机械性能，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀的性能，在工业领域有广泛的应用。

聚丙烯纤维分子由非极性的脂肪链构成，不含极性基团和化学活性基团，疏水性强、结构规整、结晶度高，是纯粹的碳氢高聚物。具有高度的化学稳定性。这不但降低了染料分子向丙纶纤维内部扩散的几率，并且使染料分子难以在丙纶分子表面固着，使得染料的上染非常困难，牢度极差，从而制约了丙纶在服用领域与包装领域的应用和发展。聚丙烯纤维传统的染色方法为色母粒染色方法，只适合大批量的生产，在加工过程中局限性较大。因此研究开发适用于聚丙烯纤维的染色方法一直是染色领域的一个难点问题。

传统的聚丙烯纤维改性方法主要为添加剂改性方法，包括：表面氧化改性、接枝共聚改性、共混改性等。以上方法都需要使用化学改性剂进行加工，都属于湿态加工方法。改性过程中会产生大量的废水、重金属污染，并且大量的消耗能源。

发明内容

本发明是提供一种提高聚丙烯纤维染色性能的绿色加工方法，其主要是解决现有技术所存在的表面氧化改性、接枝共聚改性、共混改性都需要使用化学改性剂进行加工，都属于湿态加工方法，改性过程中会产生大量的废水、重金属污染，并且大量的消耗能源等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种提高聚丙烯纤维染色性能的绿色加工方法，其特征在于所述的方法包括将聚丙烯纤维依次进行织造、预处理、等离子体处理、染色、后处理，其中等离子体处理是将预处理过的聚丙烯纤维在间距为2～4毫米、放电功率40～60瓦的两电极板之间进行处理。

与现有的技术相比本发明的优点在于使用等离子体介质阻挡放电方式，在常压下，将待处理样品固定在放电空间里，当在电极间施加足够高的交流电场时，电极间的气体被击穿而形成介质阻挡放电。这种放电表现为很均匀、漫散和稳定，类似于低气压下的辉光放电，但是实际上它是由大量细微的快脉冲放电通道构成的。在所述条件下的等离子体发生器中，除了等电量的正、负粒子外，还存在许多化学活性物质及因辐射而发出的不同波长的光子。等离子体的能量可通过光辐射、中性分子流和离子流作用于聚合物表面。作用过程中等离子体中的分子、原子和离子渗入到材料表面，同时材料表面的原子逸入等离子体中这个过程可以使纤维表层的大分子链断裂，呈微观不平的粗糙状态，为进一步改性创造条件；或在表面生成离子、自由基团而改变纤维表面的亲水性、渗透性、导电性以及分子量等。另外，材料的纤维表面可能产生刻蚀作用，改变纤维的表面与吸湿性能。改变了传统的以水为介质的化学湿法加工方式，节约了能源，减少了污水处理与排放，且操作简便，改性过程无需化学药品的使用，对环境无毒，无害。

经本技术改性染色后的纤维其吸湿性能大大提高，染色后纤维的表观得色深度（K/S）明显增大，各项牢度（皂洗、干摩擦、湿摩擦、刷洗）都大幅提高。可以达到以下指标：接触角（captive bubble method捕获气泡法）可达32.87℃；表面能（surface energy捕获气泡法）可达59.51mN/m；表观深度（K/S）可达3.20；干摩擦牢度可达4级（GB/T3920-2008标准）；湿摩擦牢度可达4级（GB/T3920-2008标准）；耐刷洗牢度4级（GB/T420-2009标准）；耐皂洗色牢度可达4级（GB/T3921-2008标准）。

作为优选，所述的预处理是将聚丙烯纤维依次在丙酮溶液、乙醇溶液、去离子水中用超声波充分，彻底去除织物表面的油渍和其它杂质，最后晾干并放入干燥皿中进行充分平衡。

作为优选，所述的等离子体介质阻挡放电改性处理后的聚丙烯纤维染色技术包括：分散染料染色和涂料染色。

作为优选，所述的分散染料染色时的工作液按照分散染料：5%（相对织物重量）；磷酸二氢铵：1～3g/L；分散剂NNO：0.5～1.5g/L的组成配制，其染色浴比为1:100。