[发明专利]超支化聚合物改性可染细旦聚丙烯纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于可染细旦聚丙烯纤维及其制备领域，特别涉及一种超支化聚合物改性可染细旦聚丙烯纤维及其制备方法。

背景技术

聚丙烯纤维是五大合成纤维之一。具有原料丰富、价格较低、比重轻、疏水性及保暖性好，且耐腐蚀、抗霉变，可生产芯吸作用良好的织物。但由于聚丙烯分子中没有可与任何染料分子相结合的极性基团，且聚丙烯纤维的结晶度很高，结构紧密，内部缺乏染料扩散必需的孔隙，由界面电荷所引起的排斥效应较为强烈，疏水性较为显著，因而染料分子只能扩散或渗透到纤维分子的无定型区，而不能进入晶区。所以，PP纤维的染色性能很差，达不到使用要求。

目前，虽然应用于细旦丙纶染色改性的方法较多，然而在制备过程中以及所得产物上都存在一定的问题。

东华大学Xin Huang^[1]等将丙烯酸系单体（丙烯酸和丙烯酸丁酯）和苯乙烯以BPO为引发剂进行自由基共聚，共聚产物作为添加剂和PP共混纺丝，无定型区域的增加和PP/PS之间存在的界面使染料分子进入纤维，提高了其染色性能，同时由于改性PS中极性基团的存在提高了染色牢度。然而，不同单体的反应活性不同，温度、溶剂及pH等都对单体的竞聚率有显著的影响，得到的共聚产物其结构多样，共聚物组成和序列分布无法有效控制，使得共聚物的制备成本较高，难以大规模生产。

Xiubing Hua^[2]等人利用原位悬浮聚合法制备聚苯乙烯/膨润土（PS-Garamtie）复合粒子，将该复合粒子引入到PP基体中，组成新的PP/PS-Garamite三元共混体系，赋予PS及膨润土在PP基体中的良好分散性能，使共混体系具有良好的可纺性，研究PP纤维的染色性能改善情况。然而当无机纳米粒子加入量较少时则染色性能不能达到要求，当无机纳米粒子加入量足够时纤维的可纺性及成纤的强度又随其增加而降低。

S.M.Burkinshaw^[3]等人以荷兰帝斯曼公司生产的超支化聚酰胺酯（商品名为HybranePS2550，50%端羟基以硬脂酸封端）作为改性剂与PP粉料进行双螺杆共混挤出，研究了改性剂对聚丙烯纤维可纺性和染色性能的影响。发现当添加量为3%时，PP纤维的可纺性和纤维的物理性能几乎没有任何影响，但却可以极大地提高纤维的可染性和染色牢度。不过封端处理后的超支化聚酰胺酯的染座也相应减少，对染料的亲和力相应降低，若想获得同样的染色效果势必增加超支化聚合物的添加量。这一方面增加了成本，同时由于其低的软化点也使得共混的难度增加。因此，找到一种廉价改性剂，并较易引入PP基体中的共混改性方法，是有效地解决上述问题的关键。

[1]Huang Xin,Yu Hao,Blends of Polypropylene and Modified Polystyrene for DyeableFibers,Journal of Applied Polymer Science,2005,v96:2360-2366.

[2]花秀兵，张瑜，阎惠至，陈彦模.聚丙烯/聚苯乙烯/膨润土共混体系的结晶性能和热性能研究.合成纤维,2010,(1):14-16.

[3]S.M.Burkinshaw,P.E.Froehling,M.Mignanelli.The effect of hyperbranched polymerson the dyeing of polypropylene fibres.Dyes and Pigments,2002,53:229-235

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超支化聚合物改性可染细旦聚丙烯纤维及其制备方法，该可染细旦聚丙烯纤维的染色效果好，染色牢度高，纤维强度好，该方法操作简单，成本低，可规模化生产。

本发明的一种超支化聚合物改性可染细旦聚丙烯纤维，该细旦聚丙烯纤维按重量百分比包括：3～20%的超支化聚合物染色母粒和80～97%的聚丙烯粒子；所述的超支化聚合物染色母粒中超支化聚合物与聚丙烯粉料的重量比为10~40：60~90。

所述的超支化聚合物为HBP-1、HBP-2、HBP-3（市售）中的一种或几种。HBP-1、HBP-2和HBP-3的结构式如下：

本发明的一种超支化聚合物改性可染细旦聚丙烯纤维的制备方法，包括：

（1）超支化聚合物染色母粒的制备：