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随着人们生活水平的不断提高,纺织材料的功能性和环保性越来越受到消费者的重视。众所周知,纺织材料的表面性能起着比本体更加重要的作用,所以,国内外学者常常对织物进行表面改性,通过改变其表面的化学成分、组织结构等来获得理想的性能。涤棉混纺织物的机械性能优良,应用广泛。为了赋予涤棉织物特殊的功能,本文研究了涤棉织物的表面改性技术,在涤棉织物表面接枝聚合物功能层,成功制备阻燃涤棉织物,并通过结构和性能表征,探讨其机理。
本文选用高锰酸钾对涤棉混纺织物预处理,在其表面分别接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯,形成聚合物层,使织物的亲水性能得到大幅改善。最佳接枝工艺参数为高锰酸钾浓度为0.01mol/L;预处理时间为30min;预处理温度为50℃;GMA的浓度为1mol/L,接枝温度为50℃,接枝时间为3h,接枝率可达到51.44%。
高锰酸钾对涤棉织物的预处理,一是在涤棉织物表面有较多的高锰酸钾颗粒,在织物表面产生自由基,引发单体自由基聚合;二是高锰酸钾将涤棉织物氧化,在织物表面产生醛基和羧基基团,与单体反应,在表面形成接枝聚合物层。
在涤棉织物表面接枝丙烯酰胺后,织物的表面形貌、化学结构、热学性能与断裂强度都发生了变化,同时亲水性能得到改善,与涤棉织物的阻燃后整理相比,在耐水洗性、拉伸性能和试剂用量成本方面,存在巨大优势。涤棉织物接枝丙烯酰胺的最佳工艺条件为:高锰酸钾浓度0.008mol/L,预处理时间为30min,预处理温度为50℃,丙烯酰胺浓度1.0mol/L,接枝时间3h,接枝温度60℃。
热重分析表明接枝后织物的热分解起始温度提前,分解后残留量显著增加,差式热量分析出现吸热峰,燃烧后SEM图片中出现薄膜层与泡沫状凸起。这些现象表明接枝丙烯酰胺改善涤棉织物燃烧性能的阻燃机理为:增加碳化程度、吸热反应和薄膜隔绝作用。这三个方面协同作用,使接枝后的涤棉织物具有优良的阻燃性能。