定岛海岛纤维非织造基布的碱减量处理工艺.pdf

《定岛海岛纤维非织造基布的碱减量处理工艺.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《定岛海岛纤维非织造基布的碱减量处理工艺.pdf（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第2 8 卷第3 期 2 0 0 7 年3 月 纺织学报 J o u m a lo f7 r e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 8 N o 3 M a r 2 0 0 7 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 7 ) 0 3 0 0 4 9 0 4 定岛海岛纤维非织造基布的碱减量处理工艺 宗丽华，靳向煜，殷保璞 ( 东华大学非织造研究发展中心，上海2 0 1 6 2 0 ) 摘要研究了c O P E T ，P A 海岛纤维针刺非织造基布的碱减量处理工艺，分析了碱液质量浓度、处理温度和时间及 浴比对非织造布失重率的影响以及失重率与非织造布强

2、力问的变化关系。研究发现碱液质量浓度和处理温度是 影响失重率和断裂强力2 个主要因素。一般来说，碱减量处理温度越高，时间越长，碱液质量浓度越高，则减量率 越高，三者对减量率的影响非常显著。非织造基布碱减量处理的最佳方案为浴比1 ：4 0 ，碱液质量浓度1 0g ，L ，处理 温度9 5 ，处理时间3 0m i n 。 关键词定岛海岛纤维；非织造布；碱减量处理；失重率 中图分类号：偈1 7 4 3文献标识码：A A l k a Hd e w e i g h t i n gt r e a t I n e n to fs e a i s l a n dc o m p o s i t e6 b e r

3、n o n w o V e n Z O N GL i h u a ，J I NX i a n g y u ，Y I NB a o p u ( o M w 如s 砌D e 卯f o p M m 抛r ，D o 啦m 妇邮蚵，n 曲谢 2 0 1 6 2 0 ，醌i M ) A b s t r a c t1 h i sp a p e rs t u d i e st h ep m c e s so fa l k a l it r e a t m e n to fC O P E T P As e a - i s l a n dt y p ec o m p o s i t e6 b e r n o n

4、w o v e n sa n da n a l y s e st h ei n n u e n c e so fa l k a l ic o n c e n t m t i o n ，r e a c t i o nt i m ea n dt e m p e r a t u r e ，a n db a t hr a t i o o nw e i g h tl o s s p e r c e n t a g ea n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ew e i g h t1 0 s sp e r c e n t a g ea n dt

5、e n s i l es t r e n 殍h T h e r e s e a r c hs h o w st h a ta l k a l ic o n c e n t m t i o na n dt e m p e r a t u r ea r ei m p o r t a n tf a c t o r s “托c t i n gw e i g h t1 0 s sp e r c e n t a g e a n dt e n s n es t r e n 殍h G e n e m U y ， w e i g h tl o s sp e r c e n t a g ei n c r e a

6、s e sw i t ht h ei n c r e a s eo ft e m p e r a t u r e ，r e a c t j o n t i m e ，a n da l k a l ic o n c e n t m t i o n T h eo p t i m a la l k a l it r e a t m e n tp a r a m e t e r sf o rs e a - i s l a n df i b e rn o n w o v e n sa r e d e t e n n i n e d ：b a t hr a t i o ，1 ：4 0 ，a l k a l

7、 ic o n c e n t m t i o n ，1 0g ，L ，t r e a t i n ga t9 5 f o r3 0m i n K e yw o r d s s e a - i s l a n dc o m p o s i t ef i b e r ；n o n w o V e n ；a l k a l id e w e i g h t i n gt r e a t m e n t ；w e i g h t1 0 s sp e r c e n t a g e 目前由定岛海岛纤维制成的非织造基布和合成 革产品有很大市场。其在日本、韩国和欧洲已经发 展得很好J ，在国内许多领域的应

8、用还处于起步阶 段，产业化还面临着许多亟待解决的难题。为了加 速国内海岛纤维非织造基布及合成革产业化发展， 本文对定岛海岛纤维非织造基布生产工艺及后整理 中P U 含浸和碱减量处理工艺进行了研究。 1 实验部分 由于非织造基布遇张力易变形，洗净困难，在生 产上宜使用新型连续式碱减量机来实现连续碱减量 处理过程。本文实验用高温高压染样机采用碱煮的 方法来进行碱减量加工。 1 1实验材料 考虑最终产品主要用作鞋革，选择2 0 0g m 2 的 针刺非织造基布，纤维材料选用韩国K O L O N 公司生 产的0 3 9t e x 5 1m m 的3 6 岛海岛纤维，海组分为 c 0 P E T ，岛

9、组分为P A ，两者质量比为3 0 ：7 0 ；N a O H ： c P 级；冰醋酸。 1 2 实验设备 R 印i d ( 巨无霸型) 高温高压染样机；J M u 5 0 4 型 台式轧车；R 印i d 热定型机；B s l l o s 电子天平； H D 0 2 6 N 电子强力试验仪。 1 3 实验方法 碱减量处理前，将试样放在恒温恒湿室内平衡 2 4h 后称其质量G 。，根据G 。配置出一定浴比和质 收稿日期：2 0 0 5 一1 1 一1 1修回日期：2 0 0 6 一0 2 2 1 作者简介：宗丽华( 1 9 7 9 一) ，女，硕士生。研究方向为非织造材料。靳向煜，通讯作者，E

10、m a i l ：n w c e n d h u e d u c n 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 5 0 纺织学报第2 8 卷 量浓度的N a O H 溶液，在一定水浴温度的高温高压 染样机中碱处理一定时间，取出后热水洗1 次，温水 洗1 次( 加少量醋酸中和) ，再经温水和冷水洗数次， 配合使用轧辊，直到基布表面触摸时无滑腻感时，碱 液基本洗净，再用热定型机烘干，恒温恒湿室内平衡 2 4h 后称其质量为G 。 1 4 失重率的测定 由于C

11、 O P E T 大分子链中引入间位结构磺酸基 团( 一s O ，N a ) ，故聚合物在热碱水中受O H 一作用逐 渐水解降解。P A 耐碱，可认为在整个碱减量处理过 程中，水解反应只发生在c O P E T 上，这样可以通过 控制减量率( 失重率) 达到将岛组分溶离出来的目 的乜。3 。失重率的计算公式为 ，1，1 失重率：旦芸1 0 0 2 碱减量处理的影响因素分析 根据之前所做的正交试验发现，碱液质量浓度、 碱处理时间、温度和浴比4 个因素是影响失重率的 主要因素，其中碱液质量浓度和处理温度是影响失 重率的最主要的2 个因素。并确立了处理非织造基 布的最佳工艺方案为：碱液质量浓度1 0

12、g L ，处理温 度9 5 ，处理时间3 0m i n ，浴比1 ：4 0 。验证后，失重率 为3 0 8 ，略高于理论值3 0 ( 岛组分质量占 3 0 ) 。为找出上述4 个因素各自在碱减量处理工 艺中的影响规律，进行了一系列实验。 2 1 碱液质量浓度 调节碱液质量浓度是调节失重率常用的方法。 从理论上讲，碱用量与失重率存在一定的关系，失重 率确定后，碱用量应当是一定的。将针刺非织造基 布在温度为9 5 ，浴比为1 ：4 0 的不同质量浓度的 碱液中处理3 0m i n ，测定的失重率结果如图l 所示。 摹 褥 1 | 田| l 水 碱液质量浓度( g L 1 ) 图1 碱液质量浓度对失

13、重率的影响 F i g 1 E 雎c to fa l l 【a l ic o n c e n t r a t i o no nw e i 出tl o s sp e r c e n t a g e 可看出，失重率随着碱浓度的增加而增加，且碱 液质量浓度小于1 0g L 时失重率增加较快，达到 1 0g L 之后增加的速度有所减慢。这是由于碱液质 量浓度增加，提高了0 H 一进攻酯键的概率，加速了反 应，当碱液质量浓度达到一定值时，有效的进攻趋于 饱和，反应速度的增加逐步趋于平缓，说明此时碱溶 性聚酯基本完全溶解，此时失重率不再随碱液质量 浓度的增加而增加。 2 2 处理温度 将针刺非织造基布在浴

14、比1 ：4 0 ，质量浓度 1 0g L 的碱液中以不同温度处理3 0I I l i n ，测定的失重 率结果如图2 所示。 3 5 摹3 0 i 2 5 栅2 0 水1 5 1 0 图2 温度对失重率的影响 F i g 2 E 船c to ft e m p e r a t u r eo nw e i 咖l o s sp e r c e n t a g e 如图所示，随着温度的升高失重率增大。因为 温度升高，纤维中大分子链的活动性增加，加速了 c 0 P E T 的水解，因此失重率增加。可以看出，8 5 9 0 时，失重率升高很明显，但是当温度增加到一 定程度时，失重率曲线趋于平缓，水解反应基

15、本结 束。N a O H 溶液在9 0 1 0 0 间反应比较稳定，P A 6 6 和P A 6 的最高耐热温度为1 3 0 和9 3 H J ，持续提 高温度会使基布性能受到损害，因此应当控制适当 的温度，一般应在9 5 左右。 2 3处理时间 将针刺非织造基布在浴比1 ：4 0 ，质量浓度 1 0g L 的碱液中于9 5 下处理不同时间，测定的失 重率结果如图3 所示。 图3 碱液处理时I 司对失重率的影响 F i g 3 E f f e c to fa l k a l it r e a t m e n tt i m eo nw e i g h tl o s sp e r c e n t

16、a g e 由图可看出，随碱减量处理时间增加，失重率增 大。失重率比较明显地分成2 个阶段，前一阶段反 应速度较快，2 0I I l i n 后水解反应基本完成；后一阶 段，失重率基本趋于不变，说明减量已基本完成。随 着减量完成，增加时间对失重率影响不大，反而会造 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第3 期宗丽华等：定岛海岛纤维非织造基布的碱减量处理工艺 。5 1 成不必要的能源浪费。 2 4 浴比 将针刺非织造基布在不同浴比的1 0g L 碱液中

17、处理3 01 1 1 i n ，温度设为9 5 ，测定的失重率结果如 图4 所示。 翌 鋈3 2 瓣 銎 1 ：4 0l ：5 0 浴比 图4 浴比对失重率的影响 F i g 4 E 旺b c t o ft h eb a t Ir a t i oq nw e i g h tl o s sp e r c e n t a g e 由图可知，在其他条件相同的情况下，随着浴比 的增大，失重率增大。因为浴比增大，溶液中的O H 一 增多，相当于单位质量的基布与更多的碱液发生反 应，不过浴比过大会造成不必要的材料浪费，因此需 要选择合理的浴比。 3 失重率实际值大于理论值的原因 针刺非织造布不同于机织或针

18、织物，在针刺过 程中被刺断的纤维经碱减量处理后形成超细纤维， 纤维之间的纠结变弱，在水洗过程中如果脱落就会 影响到失重率的测定，使失重率值偏大。岛纤维为 P A ，P A 具有很好的耐碱性，在9 5 下用N a O H ( 1 0 ) 处理1 6h 后的强度损失可忽略不计，可认为 在整个碱减量处理过程中，P A 未发生水解反应，所 以纤维脱落是失重率偏大的主要原因，但是散失的 纤维量很少，通过电镜照片可以看出失重主要还是 由C O P E T 的水解产生的。图5 是碱减量处理后失 重率为3 0 8 的针刺基布的扫描电镜照片。从图 中可以看出，按确立的最佳工艺条件对基布进行碱 减量处理后，基布中

19、的海岛纤维开纤均匀、充分。 4 失重率和强力的关系 将不同失重率的非织造基布在电子强力试验仪 上分别测定其断裂强力和撕裂强力。表l 为不同失 重率条件下针刺基布的断裂强力。 从表中可以看出，随着失重率的增大，纵向断裂 强力先减小后增大，但变化幅度不大；横向断裂强力 图5 碱减量处理后针刺基布的断面和表面( 10 0 0 ) F I g 5 S E Mo fs e c t i o na n ds u r f a c eo fn e e d l ep u n c h e d n o n w o v e n sa f t e ra l k a l it r e a t m e n t ( 10 0

20、0 ) 表1 失重率与断裂强力的关系 T a b 1R e l a 蚰b e t w e e nw e i g h tI o 鼯p e r c e n t a g e a n db r e a 姑n gs t I e n g t h 基本显示为增加趋势。这主要是由于非织造基布在 碱减量处理过程中横向产生较大收缩造成的，横向 断裂强力值一直增大；而纵向收缩较小，在失重率低 的情况下纵向收缩不明显，但此时部分海组分已被 溶除，表现为纵向强力的下降，随着纵向收缩的增 大，抵消掉溶除海组分后的强力损伤，使纵向强力值 又有所上升。收缩率的大小和其对产品性能的影响 将在今后的研究中进一步考察。 表2 为不

21、同失重率条件下非织造基布的撕裂强 力。从表中可以看出，随着失重率的增加，纵、横向 撕裂强力都经迅速减小后又略有回升。究其原因是 基布纤维的海组分被溶除后，纤网抵抗撕裂的能力 下降，撕裂强力减小，随着基布收缩的增大，相同面 积内纤维数量增加，出现撕裂强力值又略有回升的 现象。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 5 2 纺织学报第2 8 卷 表2 失重率与撕裂强力的关系 T a b 2R e l a 廿蛐b e t w 嘲1w e 蛐tl 懈p e r

22、c e n 纽g e a n dt e a r i n gs t m n 咖 5结论 水解反应基本完成时，失重率不再随之增大而增大。 2 ) 针刺非织造基布碱减量处理的最佳方案为： 浴比1 ：4 0 ，碱液质量浓度1 0g L ，处理温度9 5 ，时 间3 0m i n 。 3 ) 碱减量处理后的基布纵横向断裂强力有所增 大，且横向断裂强力增大较多；撕裂强力先减小后又 略有增大。糕 参考文献： l1 1 ) 在对海岛纤维针刺非织造布的碱处理过程中 一一 发现，影响其失重率的因素有很多，如浴比、碱液质 。 量浓度、碱处理时间、温度和促进剂的使用等。其中r3 碱液质量浓度和处理温度是影响失重率的2

23、 个主要 因素。一般来说，在其它条件相同时，碱液质量浓度 4 和处理温度越高，时间越长，浴比越大，失重率越高。 的系 促进 动国 在美 工业 主办 维生 出席 H w a n gY o o nJ ，0 x e n h a mW i l l i a m ，S e y a mA b d e H h t t a hM C a r d i n go fI l l i c r o f i b e r s J J 7 r A T M ，2 0 0 l ( 2 ) ：1 9 张泉，俞建勇，王其海岛丝织物开纤工艺的研究 J 产业用纺织品，2 0 0 4 ，2 2 ( 8 ) ：3 1 3 4 傅薇纬编海岛丝碱

24、减量性能研究 D 上海：东华大 学，2 0 0 5 姚穆，周锦芳，黄淑珍，等纺织材料学 M 2 版北 京：中国纺织出版社，2 0 0 0 ：2 0 3 ；由专家审阅后推荐在E n z y m ea n dM i c m b i a lT e c h n o l o g ) ，、B i o t e c h n o l o g ) rJ o u m a l 等国际知名刊物上发 ： 表。具体论文稿件要求、提交方式、截止时间以及其他会议详细信息请参见会议网站：h t t p ： !i n t b 0 7 s ”u e d u c n n i _ h | 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark