本章知识点
1.成纤聚合物改性的主要途径;
2.常用纤维材料改性的方法及其原理;
3.共聚改性与共混改性的优缺点;
4.聚合物的阻燃改性;
5.从分子结构设计实现特定性能要求的共聚改性方法及其设计依据;
6.聚合物的抗菌改性原理、方法及其优缺点;
7.基于聚丙烯腈的智能水凝胶纤维;
8.吸附功能纤维;(www.xing528.com)
9.离子交换纤维;
10.抗静电纤维;
11.聚丙烯纤维的驻极化处理及其性能特点。
为使纤维及纤维制得的产品的原有性能获得提升,或者使其具有新的功能性,往往可以通过对制备纤维的聚合物进行改性,一般而言,成纤聚合物的改性主要包括如下几个途径:
(1)通过聚合物分子结构设计:在聚合过程中引入不同组分,如引入刚性结构可改善其耐热性和阻燃性;引入柔性基团实现耐寒性能改进或者提供一定弹性和记忆效应;引入非对称结构,改善纤维加工性能或者染色性能;引入可染基团改善纤维染色性能;引入抗菌基团实现纤维的抗菌性能;引入阻燃元素如N、P、Si、S、卤素等实现纤维阻燃的要求等。该方法的优点为:改性单元或者元素直接存在于分子链结构中,因此改性效果永久,对纤维可纺性影响不大。其缺点为:共聚或者接枝的组分选择有局限(如来源及热稳定性问题),所得聚合物的可纺性不易控制(分子量及其分布)。
(2)通过在聚合时添加功能性非有机组分,实现原位聚合共混,采用该方法可以制备功能母粒或者直接用于纺丝原材料。该方法的优点为:非有机组分的分散性更好,使得做细小纤维的可能性增加;可实现定制化。其缺点为:添加量受到限制,部分功能添加剂的选择较困难,需要有良好的热稳定性,适合小批量生产。
(3)通过在聚合物加工过程中添加组分实现性能和功能的改善或者赋予,例如在聚合物纺丝时添加功能性添加剂。该方法的优点为:方法简单,功能添加剂利用率高,经济,有效期长,无三废产生;方便,灵活,可实现定制化。其缺点为:添加组分的分散性与加工设备和工艺密切相关,部分无机添加剂难以实现纳米级的分散,添加量受到限制,产品的机械性能受到影响;部分功能添加剂的选择较困难,需要有良好的热稳定性。
(4)通过纤维后整理实现纤维性能的提升或者功能化。在纤维获得稳定形态后,通过特殊的牵伸、定型、卷曲工艺获得纤维物理性能的改进,或者采用一定的化学、辐照、等离子等实现纤维表面化学组成或者粗糙度的改变,从而赋予纤维一定的功能性。该方法的优点为:定制化,不会影响纤维材料的纺丝成型过程,特别是成型时的高温影响,高剪切速率以及影响纤维的拉伸性能,或者溶剂对添加组分的相互影响。加工简单,成本低,对颗粒尺寸要求小。其缺点为:功能剂用量大,生产效率低,有三废产生,耐久性差等。部分处理方法涉及改性功能的永久性问题。
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