UHMWPE纖維的染色改性技術(shù)研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維是繼碳纖維、芳綸纖維后的第三代高性能纖維，因具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、耐磨性、耐沖擊性、防彈防切割、高的比強(qiáng)度和比模量等綜合性能，使其應(yīng)用在軍工、航天、生物醫(yī)用材料、帆布、纜繩、繩索、防切割手套等方面。但UHMWPE纖維也存在許多不足和缺陷，如表面呈化學(xué)惰性、超疏水性、差的耐熱性能、表面粘結(jié)性能及染色性能等，這些缺陷限制了UHMWPE纖維更廣泛的應(yīng)用。本文旨在通過(guò)UHMWPE纖維的表面改性，提高纖維的可

2、染性。
　　本文用不同參數(shù)的大氣壓空氣介質(zhì)阻擋放電(DBD)等離子體處理UHMWPE纖維，制得表面改性的UHMWPE纖維，并探討了等離子體處理對(duì)UHMWPE纖維分散染料染色工藝的影響。通過(guò)用示差掃描量熱法(DSC)、電子掃描顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、強(qiáng)力儀、毛細(xì)效應(yīng)儀、電腦測(cè)色儀、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)等測(cè)試，分析表征了UHMWPE纖維改性前后的結(jié)晶性能、表面形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、吸濕性能以及染色性能。得到如

3、下結(jié)論:
　　1、DBD等離子體改性UHMWPE纖維的過(guò)程中產(chǎn)生的微熱量使纖維的分子鏈進(jìn)一步規(guī)整化，致使纖維的結(jié)晶度略有增大，但不隨處理時(shí)間或功率成規(guī)律性變化;改性后纖維的表面出現(xiàn)了許多刻蝕凹坑，且這些凹坑隨著處理功率或時(shí)間的增加，逐漸變深變多，表面變得粗糙;紅外光譜分析表明，處理后的纖維與處理前相比，纖維表面出現(xiàn)了C=O和C-O等含氧基團(tuán)，纖維的表面極性增加;纖維的毛細(xì)管芯吸濕高度從處理前的8.34cm提高到了最大10.98cm

4、，并隨處理時(shí)間或功率的增加而逐漸增大;纖維的強(qiáng)度隨處理時(shí)間或功率的增加而下降，但強(qiáng)度下降基本都在10％以?xún)?nèi)。
　　2、活性、弱酸性、陽(yáng)離子、分散四種染料對(duì)改性纖維的染色研究發(fā)現(xiàn)，活性染料改性前后都不能上染纖維，其他三種染料能上染纖維，但上染改善效果有差異，其中分散染料染色改善效果最明顯，染色效果也相對(duì)較好;隨著處理時(shí)間或功率的增加，分散染料染色纖維的K/S值和色差值逐漸增加;綜合考慮改性纖維的強(qiáng)度和染色性能，選擇80W處理27s作

5、為最佳的等離子體處理參數(shù)，此條件處理纖維的強(qiáng)度保留率為93.31％，染色后纖維的K/S值為1.5552、上染率為60.1％。
　　3、DBD等離子體改性纖維的分散染料染色工藝及染色前后纖維強(qiáng)度變化研究表明，改性后纖維表面產(chǎn)生了凹坑和一些含氧極性基團(tuán)，使纖維吸附染料的速率和向內(nèi)擴(kuò)散速率增加，這縮短了纖維的染色時(shí)間，降低了染色溫度和提高了染料的使用率;染后纖維的強(qiáng)度保留率隨染色溫度或時(shí)間的增加而下降。綜合考慮改性纖維的染色性能和染后強(qiáng)