堿性共聚酰胺共混改性PTT纖維的性能研究（南通大學化學化工學院高分子材料與工程132朱夢成1308052064）［摘要］將聚對苯二甲酸丙二醇酯、添加劑堿性共聚酰胺和聚乙基甲基丙烯酸鋅在哈克流變儀中共混，并制得共混纖維。研究了共混物的相容性以及共混纖維的染色性。結果表明加人后，共混物相容性大大改善，添加劑分布趨向均勻，共混物中添加劑質量比為時，增容效果最佳；當纖維中三胺摩爾分數小于%，添加劑對共混纖維的力學性能影響不大。當纖維中三胺摩爾分數為時。纖維取向度為當纖維中三胺摩爾分數為時，纖維對酸性紅的上染率達.色牢度不低于級。［關鍵詞］堿性共聚酰胺；共混改性；相容性；染色化學循環；最新進展；聚對苯二甲酸丙二醇酯屬于縮聚型高分子材料，由于高分子鏈緊密斂集，結晶度和取向度較高，分子結構中又缺乏能和染料分子發生反應的活性基團，因此染料分子不易進入纖維內部。酸性染料價廉、色譜齊全、色澤鮮艷，酸性染料可染聚酯的應用前景廣闊悼。將含有氨基等堿性基團的聚合物混入中，可以使其實現酸性染料的可染。為使哪達到酸性染料可染，通常在中引入的第三組分為含氮的二元酸，二元醇或羥基酸，或者是胺叔胺、季胺類化合物。作者利用己二酸二甲酯與三胺類物質通過酯交換合成出了新型的堿性共聚酰胺M該聚合物作為一種新型的添加劑，與聚酯共混紡絲，可使纖維實現酸性染料可染。.實驗原料堿性共聚酰胺添加劑：自制；切片：工業級，特性粘數為i/g杜邦公司產；增容劑聚乙烯基甲基丙烯酸鋅l美國公司產l醋酸鈉、冰醋酸、緩染劑阿白格：汽巴精化有限公司產；酸性紅：市售。儀器Haake轉矩流變儀：型，德國公司制；熔融紡絲機：直徑，噴絲板孔數孔，日本公司制；拉伸機：德國公司制；型傅立葉紅外.拉曼光譜儀：美國公司制；/一轉靶射線衍射儀：日本理學公司制；型電子顯微鏡：本電子株式會制；常壓型染樣機、一型分光光度計、電腦測色配色儀：美國公司制。共混物試樣制備TOC\o"1-5"\h\z將添加劑在一℃真空干燥4在一℃真空干燥，將干燥好的11添加劑與按一定配比混合均勻，在轉矩流變儀的密煉機上塑化共混，溫度為℃，轉速為/，混合時間為，共混物試樣1,,3,4,5中’/添加劑/的質量比分別為//,//.5//1,//2.//2。纖維試樣的制備將添加劑與切片先按照一定的比例共混，再加入質量分數％的。將共混物拉成條后，在切粒機上造粒，得到共混切片。將切片放在干燥箱中預結晶，溫度為一℃,然后放入真空干燥機中干燥，溫度為℃。在熔融紡絲機上進行紡絲，紡絲溫度一，紡絲速度?/。兩道拉伸，接觸式加熱，拉伸倍。纖維試樣為纖維，試樣不含，三胺摩爾分數為％，試樣，456中三胺摩爾分數分別為％,%,%,%,%。共混纖維的染色共混纖維染色之前先進行預處理將質量為的纖維用非離子表面活性劑白貓超強洗滌劑溶液/在0、浴比為：條件下處理，洗干凈后放在去離子水中待用。然后用移液管移取適量的酸性紅染液于錐形瓶中，再加入適量的緩染劑和緩沖液，然后加去離子水至。將纖維加入錐形瓶中，搖勻，使纖維全部浸入液體中。然后將錐形瓶放置在常壓型染樣機中，按上述染色工藝進行染色，染色完畢后將上述殘液和空白染浴在分光光度計上分別測得其吸光度，因染浴太濃，將其稀釋倍后進行測試。按文獻計算染色后纖維的表面深度/值、上染率和總固色率r性能測試紅外光譜：采用型傅立葉紅外.拉曼光譜儀測試，掃描范圍為一，分辨率為。形態結構：將共混試樣置于℃的甲酸中刻蝕，經刻蝕后，由掃描電子顯微鏡觀察試樣斷面形態。力學性能：在島津纖維強力機上測試，夾持長度為，拉伸倍。結晶度和取向度：用射線衍射儀進行測試。根據文獻計算纖維的結晶度和纖維的取向度。染色性能：按/紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》，在型染色牢度摩擦儀上進行。按/.一《紡織品色牢度試驗耐洗色牢度：試驗》，在型耐洗色牢度試驗機上進行。組合試樣的制備參照/一中《紡織品色牢度試驗通則》。染色后纖維的表面深度在型電腦測色配色儀上測得，使用光源。.結果與討論共混試樣的相容性共混試樣的紅外光譜從圖可以看出，的酯羰基結構出峰于一處。試樣中該峰位移了個波數，于‘處。這是由于高溫混煉時，與添加劑充分混合，冷卻后，分子鏈上的與'上的酯羰基發生配位，形成一結構，使其力常數減小，從而向低波數位移。同樣，試樣中添加劑的一振動峰位于叫處，而試樣的該峰也位移了個波數，于一處。由于游離出來的和添加劑的端基一：發生配位，形成一一的結構，使其力常數減小。圖1共愛試鑄的酊外At便tig.I1R.sperlra.Hblen-dlMirtpln圖共混試樣的紅外光譜分子鏈上的可以與、添加劑上的酯羰基、端胺基發生配位，從而可使與T添加劑間有較好的相互作用以改善其界面相容性。共混試樣的SEM分析由圖中°試樣掃描照片可看到，簡單共混成的添加劑體系出現明顯的晶相分離，作為分散相的添加劑相互聚集形成大小不一的球粒，兩相之間有清晰界面，分散相尺寸較大且分布不均，這是典型的不相容合金的形態。這表明了、添加劑的簡單共混物的相容性很差。加入后，分散相添加劑的尺寸變小，分布趨向均勻且斷面粗糙得多，微孔特別是左右微孔的數目明顯增多，試樣還可看到許多銀紋狀物的存在，顯示韌性斷裂的特征，說明在兩相之間起到了增容效果。的加入有利于改善、添加劑之間的界面相容性，降低二者的相分離程度，當所加的量合適時，添加劑以較小的微粒分散于共混體系中，當W添加劑/為//.時，即試樣。增容效果最佳?？梢姷募尤胧?添加劑共混物的晶區的相容性得到了改善。當/添加費//質量比為//2時，即試樣/的分散相尺寸反而稍有增大，而且粒徑的大小又趨于不均勻，這是由于自身分子鏈間的作用力較大而使添加劑聚集成較大的顆粒，出現應力集中點，共混體系相分離程度反而增大，材料斷裂傾向于脆性斷裂方式舊J導致其增容效果變差。圖a共混式樣的s花比前片Fig.2SEMimag?"fcleridisamfiIm共混纖維的力學性能及超分子結構由表可知，斷裂伸長和拉伸強度隨添加劑含量的增加而下降。這表明堿性共聚酰胺添加劑與基質是不相容的。正如前面相容性分析，添加增容劑是必要的，在纖維中三胺摩爾分數小于％，添加劑對纖維力學性能的影響不大。共泯波性PTT軒雄的力學性能Tab.[Mechanic]pr理*erii&町，mndJIfediPTTbt*而her單岐戰ffjf/dbo:黃悻凱度,NN，d吐，斷裂伸長率小a尸12.34土163J.266.3吸3n.工劉4.依31.237.3既小2.27*收3L551.895.842.204.42鞏M417,6虢?！?.154.342^.6他g工】9妣2327門41.-685.7i工打工的2J&.339.5注;纖維中Suriyn的質*分數為1%繆由表還可以看出，哪纖維的取向度最低，試樣的取向度最高為.％。這是由于添加劑和的加入，有效的降低了分子之間的作用力，使其在實驗條件下拉伸時分子鏈容易舒展并有效排列，從而使共混纖維的取向度有了明顯的提高。但是當添加劑含量較大時，降低了與添加劑之間的相容性，盡管加入了，但是分子之間的相容性不如試樣的好。試樣的結晶度隨著添加劑含量的增多，呈現遞減趨勢，這有利于纖維的染色。共混纖維的染色性能從表中可以看出，未加入添加劑時，因為沒有可以吸收酸性染料的基團，纖維不上染，加入添加劑以后，有了明顯的改善。隨著三胺含量的增加，逐漸提高。當纖維中三胺摩爾分數為％，纖維達.％,為.％。通過引入含有堿性基團的共聚酰胺添加劑，纖維對酸性染料具有親和性。這是由于添加劑中的氮容易生成季胺化合物，接納酸性介質中的氫離子而帶正電荷，這種正電荷集中在聚合物主鏈的堿性基團上，作為吸收酸性染料的染色位。酸性染料主要依靠范德華力和氫鍵上染纖維，染液的值在等電點以下，纖維帶正電，染料陰離子主要依靠靜電引力被纖維吸附，染料擴散進入纖維以后，與一一生成離子鍵結合，從而使纖維上染。共理找性PTT纖堆的四和才l>r11AndFirfmotliflcjpnbhmdrtb?r垓桂曲節ttt『，幅皇洗M皂譙居11.4D常10.63Ia6：14用孫S30.3424.663.0520.16丸，21.368.972S.125.77九360.2由表可知，隨著共聚酰胺添加劑的加入，試樣的耐摩擦牢度和耐洗色牢度都有了一定的提高。單純的纖維用酸性染料染色時，顏色比較淺，且皂洗時易產生浮色。加入添加劑的之后，由于添加劑中酰胺基團及氨基的引入，改善了纖維對染料的親和力，染料滲透均勻，染料與纖維結合好，表面浮色除凈，耐摩擦牢度和耐洗色牢度得到了提高，均不低于級，染色質量得到改善。事3?性紐BC噩料染色的郭雅笆牢ST"Ttifba3CndiBfFiMtntraoTfiberdyed^4UhacidredHGdwesiufF延祥—甲福里度電整宇度干交色34-5444-545=d44-554-5444-65444-37444-3.結論a分子鏈上的可以與腫、添加劑上的酯羰基、端胺基發生配位，使與、添加劑間有較好的相互作用，共混物界面相容性得到改善。當質量分數為％時，共混體系相容性最好。.纖維中三胺摩爾分數小于％，添加劑對共混纖維的力學性能的影響不大；隨添加劑含量的增加，纖維結晶度變小，纖維無定形部分增加；當添加劑中三胺摩爾分數為％時，纖維取向度出現最大值6%。.改性纖維的酸性可染性能大大改善，且隨纖維中三胺含量的增加