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随着生活水平的提高,人们对纺织品的舒适性和功能性提出了更高的要求,物理,化学,生物,材料等领域的科技进步也推动了功能纺织品的飞速发展,开发高附加值、高品质、有特色的功能纺织品已然成为了纺织行业发展的必然趋势。涤纶具有高强度和弹性,良好的抗皱耐磨性,耐热性和耐酸耐碱性,成为合成纤维中用途最广、消耗量最大的品种。但由于涤纶纤维亲水性差,回潮率低,使其穿着舒适性不佳,并且易产生静电和沾污的问题。研究者们通过多种改性方法来改善涤纶纤维的亲水性,同时赋予其多功能性。一方面在涤纶纺丝阶段通过改变涤纶织物的结构来达到改性的目的,另一方面是通过后整理技术,引入亲水性基团或者采用亲水整理剂处理。静电纺丝技术是一种简便高效的微纳米纤维膜制备技术,能够实现制备材料多样化及结构的精细调控,在能源、环境、生物医学、光电等领域具有广泛的应用。本文以涤纶织物为基底,通过静电纺丝技术直接在织物上沉积微纳米纤维膜,探讨了不同亲疏水性高分子纤维膜对涤纶织物进行单面亲水透湿、防水透湿功能改性的可行性。主要得到以下结论:
首先,采用单喷嘴静电纺丝的方法,在经过氯化钙(CaCl2)处理的涤纶织物的表面沉积聚乙烯醇/海藻酸钠(PVA/SA)纤维,得到聚乙烯醇/海藻酸钙(PVA/Ca-SA)膜改性涤纶织物。结果发现,当PVA浓度为10wt%,SA浓度为3wt%,PVA和SA体积比为8/2,CaCl2浓度为10wt%,以及纺丝时间为20min时,改性涤纶织物成膜表面的接触角为68.43°,织物的润湿性最佳,具有良好的单向导湿功能,并且具有良好的抗静电性能和力学性能。
其次,进一步采用Tris缓冲液和CaCl2混合溶液对涤纶织物进行预处理,在纺丝液中添加盐酸多巴胺单体(DA),在纺丝过程中原位聚合生成聚多巴胺(PDA),得到PVA/PDA/SA纤维膜改性涤纶织物。结果表明,织物的耐水洗效果显著提高,且亲水性也得到了增强,说明原位聚合生成的PDA不仅提高了PVA/PDA/SA纤维膜与涤纶表面的结合力,而且PDA结构中大量亲水的羟基和氨基官能团也进一步改善了涤纶的亲水性。当DA浓度为6g/L,氧化剂为高碘酸钠,浓度为2g/L,纺丝时间为30min时,改性涤纶织物成膜表面的接触角为52.04°,织物的抗静电性能提高,具有良好的柔软性和手感。
在单面亲水改性的基础上,本研究探索了采用双喷嘴静电纺丝技术,同时将亲水性高分子PVA和疏水性高分子SBS沉积在涤纶织物的表面,形成PVA/SBS混纺纤维膜改性涤纶织物。结果表明,当SBS浓度为8.5wt%,PVA的浓度为10wt%,SBS推进速度为15mL/h,PVA的推进速度为1.0mL/h时,改性涤纶织物的静水压为85cmaq,透湿量为2993.2kg/m2/d,达到防水透湿织物的标准,同时改性织物的抗静电性能得到了改善,力学性能显著提高,并且具有良好的耐水洗性。本研究为防水透湿纺织品的开发提供了一种新的思路。
首先,采用单喷嘴静电纺丝的方法,在经过氯化钙(CaCl2)处理的涤纶织物的表面沉积聚乙烯醇/海藻酸钠(PVA/SA)纤维,得到聚乙烯醇/海藻酸钙(PVA/Ca-SA)膜改性涤纶织物。结果发现,当PVA浓度为10wt%,SA浓度为3wt%,PVA和SA体积比为8/2,CaCl2浓度为10wt%,以及纺丝时间为20min时,改性涤纶织物成膜表面的接触角为68.43°,织物的润湿性最佳,具有良好的单向导湿功能,并且具有良好的抗静电性能和力学性能。
其次,进一步采用Tris缓冲液和CaCl2混合溶液对涤纶织物进行预处理,在纺丝液中添加盐酸多巴胺单体(DA),在纺丝过程中原位聚合生成聚多巴胺(PDA),得到PVA/PDA/SA纤维膜改性涤纶织物。结果表明,织物的耐水洗效果显著提高,且亲水性也得到了增强,说明原位聚合生成的PDA不仅提高了PVA/PDA/SA纤维膜与涤纶表面的结合力,而且PDA结构中大量亲水的羟基和氨基官能团也进一步改善了涤纶的亲水性。当DA浓度为6g/L,氧化剂为高碘酸钠,浓度为2g/L,纺丝时间为30min时,改性涤纶织物成膜表面的接触角为52.04°,织物的抗静电性能提高,具有良好的柔软性和手感。
在单面亲水改性的基础上,本研究探索了采用双喷嘴静电纺丝技术,同时将亲水性高分子PVA和疏水性高分子SBS沉积在涤纶织物的表面,形成PVA/SBS混纺纤维膜改性涤纶织物。结果表明,当SBS浓度为8.5wt%,PVA的浓度为10wt%,SBS推进速度为15mL/h,PVA的推进速度为1.0mL/h时,改性涤纶织物的静水压为85cmaq,透湿量为2993.2kg/m2/d,达到防水透湿织物的标准,同时改性织物的抗静电性能得到了改善,力学性能显著提高,并且具有良好的耐水洗性。本研究为防水透湿纺织品的开发提供了一种新的思路。