低温等离子体处理对芳纶染色性能的探讨

由于芳纶具有很高的玻璃化温度和结晶度,致使芳纶纤维染色非常困难.低温等离子体对芳纶纤维表面进行处理有可能解决芳纶染深色的问题.利用低温等离子体设备在不同工艺条件下,对芳纶织物进行表面改性,并优化最佳工艺条件;通过对处理前后芳纶纤维的机械性能、化学性能的测试,纤维表面结构对比分析等,找出亲水性的基团.因此,本实验在研究低温等离子体对芳纶表面改性处理的前提下,研究其物理化学性能的变化以及探讨低温等离子体处理芳纶织物前后染色性能的变化.本课题的研究将解决芳纶染色的难题,为芳纶的开发应用有积极的推动作用.     

DBD等离子体处理芳纶织物的表面性能

为改善芳纶织物的表面黏结性能,采用常压氩气介质阻挡放电(DBD)等离子体处理对芳纶织物进行表面改性,研究处理时间对芳纶织物的表面形貌、表面化学成分、润湿性能、单纱断裂强力和剥离强度的影响规律。结果表明:DBD等离子体处理后,芳纶纤维的表面被刻蚀,粗糙程度明显增加;纤维表面氧、氮极性基团含量增加;纤维的表面润湿性和黏结性能均显著提高,且在处理时间为60 s时达到最优;等离子体处理对芳纶织物断裂强力的影响较小。     

化学试剂PPA/NH_4Cl处理PBO纤维的影响因素分析

通过正交试验探讨化学试剂多聚磷酸/氯化铵处理PBO纤维的影响因素,讨论处理时间、复配比、多聚磷酸用量以及处理温度对纤维性能的影响,通过分析发现,多聚磷酸用量主要决定纤维的力学性能,温度主要影响纤维表面的粗糙度,处理时间、多聚磷酸用量二者影响纤维溶胀。选取力学性能最好的试验方案(A_1B_1C_1D_1方案)处理纤维,通过对原纤和处理纤维进行TG/DTA测试,分析测试SEM、纤维的直径变化,经化学试剂处理的PBO纤维仍具有优异的热性能。     

超声波处理对服用对位芳纶纤维染色性能的影响

通过分析超声波处理前后对位芳纶纤维物理性能及染色性能的测试分析,探讨了超声波处理对对位芳纶纤维染色性能的影响。研究表明,超声波处理对对位芳纶纤维的表面造成一定程度的损伤,致使纤维结晶度下降,但并未改变纤维的分子结构。经过超声波处理的对位芳纶纤维的染色性能得到一定程度的改善。     

对位芳纶磷酸化表面改性

为提高芳纶与基质材料的黏结性能。采用稀磷酸在芳纶表面进行高温浓缩磷酸化改性。结果表明：稀磷酸高温浓缩工艺能够对纤维表面进行有效的改性;XPS分析表明：稀磷酸浓缩改性可以在芳纶表面引入大量的磷元素;SEM分析表明：芳纶改性后,表面由光滑变为略微粗糙;红外光谱分析表明：芳纶纤维的改性使纤维表面引入了-P-OH,31P-NMR分析表明:改性芳纶结构中引入了二磷酸基团;X射线衍射和热失重分析表明：改性后的芳纶结晶结构没有变化,结晶度略有增加,热稳定性保持良好;在低磷酸浓度条件下,改性后的芳纶纤维力学性能保持良好。稀磷酸浓缩改性工艺流程短、改性速度快、成本低、具有良好的应用前景。     

芳纶纱线的改性剂AB-X处理及染色

采用改性剂AB-X对芳纶纱线进行改性:改性剂AB-X 50 g/L,pH值 5,浴比1:30,80 ℃处理50 min.改性后的芳纶纱线用分散染料染色,K/S值和染色牢度测试证明,染色效果较未改性织物有较明显提高,且对皂洗牢度无不良影响,改性后纤维得色比未改性纤维深浓.     

芳纶1414纤维含量对织物功能性的影响

研究芳纶1414纤维含量对织物功能性的影响。介绍了芳纶1414纤维的强力及热学性能,采用不同配比芳纶1414纤维与芳纶1313纤维的芳纶纱织造芳纶织物,测试了不同配比的芳纶织物的强力、阻燃性能、热防护性能及热稳定性能。试验结果表明:芳纶织物随着芳纶1414纤维含量的增加,织物强力先减小后增大,织物损毁长度减小,织物热防护性能逐步提高。认为:在设计芳纶织物时,应根据不同环境的使用要求合理选择织物中芳纶1414纤维的配比。     

芳纶1414织物的[Bmim]Cl预处理及其染色

离子液体具有高熔点和高沸点双重作用,其在溶解、催化降解方面有着巨大的潜力。采用[Bmim]Cl离子液体对对位芳纶1414织物进行预处理,分析处理温度、处理时间等因素对织物染色性能的影响,通过扫描电镜图片观察织物表面处理效果,结合处理后织物强力,确定最佳处理工艺。结果表明,[Bmim]Cl离子液体在200℃处理10 min后,芳纶织物表面存在坑洞和凹槽。采用阳离子红2GL染料对其进行染色,可获得良好的染色效果。     

聚酰亚胺织物的羧基化表面改性

为提高聚酰亚胺织物的服用性能,采用碱剂对聚酰亚胺织物表面进行羧基化改性处理。借助X 射线光电子能谱、红外光谱、热重、热阻、湿阻等测试手段研究了碱处理后聚酰亚胺织物的性能,并探讨了阳离子染料对其的染色性能。结果表明：碱处理可对聚酰亚胺纤维进行有效的改性;碱处理在聚酰亚胺纤维表面引入大量氧元素,纤维分子中引入了羧基和酰胺酸;改性后聚酰亚胺织物热稳定性保持良好;碱处理后聚酰亚胺织物热阻、湿阻略有下降,极限氧指数可达到37%,阻燃性能优异;聚酰亚胺纤维羧基化改性增加了阳离子染料的亲和力,平衡上染百分率显著提高,染色吸附等温线符合Langmuir 吸附模型。     

改性芳纶与环氧树脂复合体的制备及其防刺性能

为提升芳纶织物的防穿刺效果,采用氧等离子体表面处理技术改性的芳纶1414织物与环氧树脂复合制备环氧芳纶复合体。分析了等离子体处理对织物功能改性的影响,研究了环氧树脂涂覆织物后复合体的防刺性能。结果表明:采用氧等离子体处理,在处理功率为600 W、处理18 min时,织物表面纤维刻蚀明显,含氧基团增多,润湿性提高,但织物拉伸强度有所下降;当环氧树脂涂覆在等离子体改性后的芳纶织物上,树脂中环氧基团与芳纶中含氧活性基团键合牢固,复合体黏结强度较好,拉伸强度较未经处理的芳纶织物增加了7.89%,复合体防穿刺效果较普通芳纶1414织物提升显著,且多层组合结构的防刺效果更优异。     

消防服用外层织物的热防护性能研究

对消防服外层织物用间位芳纶Nomex和New Star的织物、芳砜纶Tanlon织物、阻燃棉织物及聚苯并咪唑(PBI)纤维与对位芳纶Kevlar混纺织物的热防护性能进行了比较研究。实验结果显示Nomex织物具有较高的热防护性能(TPP),Tanlon及间位芳纶New Star织物热防护性能接近Nomex织物,三者无显著差异。热防护性能较差的阻燃棉织物在TPP实验中的质量损失率大。上述各类织物的热防护性能随着其面密度及厚度的增加而提高。     

染苑精粹

<正>2-苯氧基乙醇预处理间位芳纶织物的低温染色2017221在不同条件下,间位芳族聚酰胺纤维采用2-苯氧基乙醇进行预处理,研究其对芳族聚酰胺低温(95℃)染色效果的影响。通过热重分析和傅里叶变换红外光谱反射对预处理纤维的结构变化进行表征。结果表明,2-苯氧基乙醇与纤维大分子结合,导致纤维膨胀。经2-苯氧基乙醇预处理后,芳族聚酰胺的染色性能显著提高。     

纤维表面改性对纸基摩擦材料原纸强度性能的影响

采用高温空气氧化法对碳纤维表面进行改性处理,同时采用磷酸氧化法对芳纶短切纤维表面进行处理,对改性前后的两种纤维分别进行表征;采用芳纶浆粕、竹浆、海泡石绒以及改性前后的碳纤维和芳纶短切纤维混合来抄造纸基摩擦材料原纸;探究纤维的表面改性处理对纸基摩擦材料原纸强度性能的影响。结果表明,改性后的纤维表面产生了很多沟壑,纤维表面粗糙程度增加,纤维表面的接触点和面积更多,结合力更大,同时引入了大量的活性基团;用改性纤维配抄的纸张层间结合强度比未改性纤维配抄的纸张层间结合强度提高了21%。     

等离子体预处理对对位芳纶织物染色和服用性能的影响

探讨了等离子体预处理对对位芳纶织物染色及服用性能的影响。研究表明,等离子体预处理使对位芳纶纤维的结晶度下降,无定形区增加,但并未改变其分子结构。对位芳纶织物经等离子体预处理后,织物的染色性能与纤维摩擦因数有所改善,力学性能小幅下降。由此认为,合理控制等离子体预处理条件可改善对位芳纶织物的染色与服用性能。     

树脂表面改性国产间位芳纶的染色性能

采用臭氧等离子体对间位芳纶织物进行预处理后,再进行树脂表面改性,并优化了改性芳纶的染色工艺.试验证明,树脂改性层与染料分子有更高的亲和性,极大地提高了芳纶织物的上染百分率和染色深度,获得了高的耐摩擦色牢度和耐光色牢度,但一定程度上损失了芳纶的耐高温性能和阻燃性能.     

芳纶织物导湿排汗整理的研究

在导湿排汗整理前使用溶胀剂DMSO对芳香族聚酰胺纤维(芳纶)织物进行预处理,可明显提高导湿排汗整理的效果。研究DMSO预处理对芳纶织物的影响以及预处理后的导湿排汗整理工艺,扫描电镜观察显示,预处理后芳纶表面凹槽比未处理时明显,可提高织物的毛细效应;差示扫描量热分析显示,预处理后芳纶织物玻璃化温度略有提高;热重分析显示,DMSO未使芳纶大分子发生降解;广角X射线衍射图谱显示,经DMSO预处理后,芳纶的结晶度有所增大。经测定,与直接进行导湿排汗整理相比较,DMSO预处理后再进行导湿排汗整理,得到的芳纶织物芯吸高度更高,且耐洗性更好。     

超声波和双氧水处理羊毛织物的染色性能

研究了超声波和双氧水处理改善羊毛染色性能的可行性。采用双氧水、超声波及二者联合作用处理羊毛织物,对处理前后羊毛纤维的形貌,织物表面的接触角及其染色性能进行了表征。实验结果表明,羊毛织物经过双氧水或超声波的处理后,纤维表面鳞片被破坏,羊毛纤维表面接触角降低。对处理前后的羊毛织物进行染色,结果表面不管是酸性染料还是活性染料,处理织物的上染速率增加,最终得色量也明显增加,尤其是双氧水和超声波先后联合处理过的织物可明显提高得色量。     

CF4低温等离子体处理对羊毛织物性能的影响

 为了改善羊毛织物染色性能,运用CF4低温等离子体对羊毛织物表面改性,探讨改性后织物理化性能的变化。应用SEM研究等离子体处理对织物表面形貌的影响,采用热重分析表征改性后热稳定性的变化,应用表面元素分析及红外光谱表征改性后织物表面分子结构的变化。研究结果表明,处理后织物的表面形态和化学性能都发生了变化,短时间处理能提高织物的润湿性能,延长处理时间织物表面引入了含氟基团（C-F）,可赋予织物表面较好的拒水拒油效果,改性后织物的热稳定性有所提高,染色性能得到改善。     

金属化处理对杂环芳纶纤维力学性能的影响

为改变杂环芳纶纤维的电导率特性,通过化学镀与电镀的方法在杂环芳纶纤维表面进行金属镀层的附着,通过扫描电镜和能谱分析研究了纤维表面的镀层特征和化学组成,测试了化学镀与电镀溶液浸润对杂环芳纶纤维力学性能的影响。结果表明:化学镀与电镀以溶液浸润的方式能够在杂环芳纶纤维表面形成均匀连续的镀层并获得稳定的电导率;纤维经金属化镀层处理后,在应用过程中由自然磨损造成的镀层脱落现象不会对织造成型的织物电阻率产生显著影响;粗化过程等离子体刻蚀和化学镀与电镀过程的化学侵蚀都会对纤维造成一定的降强,但由于杂环芳纶纤维的高模高强特征,与间位或对位芳纶相比,其剩余强度依然具有性能优势。     

臭氧等离子体预处理对芳纶染色性能的影响

针对芳纶难以使用常规工艺进行染色和印花加工等问题,通过臭氧等离子体预处理芳纶织物后结合树脂改性以提升染色性能。研究了臭氧等离子体预处理对树脂改性芳纶表面元素和形貌的影响,探究了改性后芳纶织物的分散染料染色效果。结果表明:单独的臭氧等离子体处理对芳纶的染色效果改善并不明显,而臭氧等离子体预处理引入了丰富的活性基团并构建了粗糙的界面,显著提升了树脂的均匀分散性,使树脂和织物间的结合强度最高可提升104%,同时,大大提高了芳纶织物的分散染料上染率(98.6%)和表观染色深度(2.7),染色织物的色牢度得到有效提升,耐摩擦色牢度可达到服装面料使用要求。