[发明专利]一种高强涤纶在超临界CO2中高倍牵伸阻燃后处理方法

说明书

技术领域

本发明属于涤纶的牵伸阻燃后处理技术领域，特别涉及一种高强涤纶在超临界CO₂中高倍牵伸阻燃后处理方法。

背景技术

涤纶纺织品具有强度高、弹性好，耐光和耐热性好、化学稳定性优良，耐摩擦、尺寸稳定等诸多良好的性能，因而广泛应用在国防、工业用布和人们生活中的各个方面，但是涤纶属于易燃性纤维，其极限氧指数只有21％左右不能满足一些领域对阻燃性能的要求，对其进行阻燃就显得非常必要，且具有重要的现实意涤纶织物的阻燃方法有多种，按照其生产制造过程中阻燃添加剂的引入方式的不同，可以归纳为以下几种方法：共聚法、共混法、后处理法以及近年来出现的一些新技术方法。

其中，超临界CO₂流体具有无毒环保、粘度近于气体，密度近于液体，扩散系数高、溶解渗透能力大等优点，在药物萃取、发泡、污水处理等领域有着极其重要的用途。利用超临界CO₂流体技术进行聚合物改性是近些年新发展起来的一种方法。该方法具有经济环保、反应可控、反应时间短，溶剂与产品分离简单，溶剂回收方便等优点，存在较大工业应用价值。

现有技术中把超临界流体技术和PET改性结合的技术未见报道，超临界流体的很多优点如：无毒环保、密度近于液体，粘度近于气体、扩散系数高、溶解渗透能力大等都对其在PET改性方面的应用有很大优势。超临界流体应用于阻燃高强涤纶的制备，不但能使超临界流体进入纤维表面与内部产生微孔，使阻燃剂能迅速进入微孔，而且可以起到高倍牵伸的作用从而提高纤维强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高强涤纶在超临界CO₂中高倍牵伸阻燃后处理方法，该方法利用了超临界CO₂流体的溶胀与渗透作用，使阻燃剂分子进入纤维表面及内部，使阻燃剂不仅涂覆在纤维的表面，而且进入纤维内部，从而达到更好的阻燃效果。同时，在携带阻燃剂的超临界CO₂流体浸泡纤维后，在对纤维进行高倍拉伸，使添加阻燃剂的涤纶纤维结晶度增大，强度增大，减小由于阻燃剂的加入而产生的机械性能的损耗，使纤维更具有实用性。

本发明的一种高强涤纶在超临界CO₂中高倍牵伸阻燃后处理方法，包括：

(1)将阻燃剂加入到密闭容器中，在80～120℃下，排除空气，通入CO₂，将容器内压力升至8～13MPa，得到CO₂超临界流体，将高强涤纶初生丝浸泡在超临界流体中，溶胀；

(2)溶胀结束后，高倍牵伸初生丝，热定型，得到高强阻燃涤纶。

所述步骤(1)中阻燃剂为2-羧乙基苯基次膦酸、聚磷酸胺或者五氧化二锑。

所述步骤(1)中阻燃剂的加入量为高强涤纶质量的2-8％。

所述步骤(1)中溶胀的时间为5～15min。

所述步骤(1)中溶胀是指经过超临界CO₂携带的阻燃剂对纤维以气体浸润的形式而发生溶胀反应。

所述步骤(2)中高倍牵伸中一级牵伸温度60～100℃，牵伸倍率1～3倍，二级牵伸温度60～100℃，牵伸倍率1～5倍，三级牵伸温度60～100℃，牵伸倍率1～5倍。

所述步骤(2)中热定型的张力为0.1～5kgf/cm，温度为150～200℃。

本发明是在超临界CO₂中携带阻燃剂对涤纶阻燃性进行改性，超临界CO₂可将阻燃剂有效地携带入纤维表面及内部，使阻燃剂不仅涂覆在纤维的表面，而且进入纤维内部，从而达到更好的阻燃效果。由于超临界CO₂具有很好的溶解和渗透作用，使得阻燃剂可以很容易被带入到涤纶内部，纤维由于流体的溶胀作用被大大塑化，在同样的阻燃剂浓度的条件下，纤维阻燃性能得到提高，同时将经过超临界CO₂浸泡的纤维高倍拉伸，提高涤纶强度，得到高强阻燃涤纶。该方法具有经济环保、反应可控、反应时间短等优点，存在较大工业应用价值。

有益效果

(1)本发明的后处理方法中在超临界CO₂作用下，阻燃剂能很好的渗入到纤维的表面及内部，同时将经过浸泡的纤维高倍牵伸，在提高了涤纶纤维的阻燃性能的同时提高了涤纶纤维的强度；