一種超高分子量聚乙烯纖維表面處理后進行染色的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織纖維表面改性及染色技術領域，具體涉及一種超高分子量聚乙烯纖維表面處理后進行染色的方法。
【背景技術】
[0002]超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)，又被稱為高強高模聚乙烯纖維。由于其結(jié)構(gòu)原因，UHMWPE纖維存在很多常規(guī)纖維所不能比擬的優(yōu)異性能。UHMWPE纖維的耐沖擊性優(yōu)異，耐磨性和自潤滑性好，耐化學腐蝕性能、耐切割性能、防彈性能等也很優(yōu)異，在低溫下能保持良好的機械性能和柔韌性能，因而UHMWPE纖維在醫(yī)用領域、軍用領域、航空航天領域等方面應用廣泛。
[0003]但是UHMWPE纖維相對分子量較高，分子結(jié)構(gòu)主要由亞甲基組成，基本無極性基團。同時纖維取向度也較高，分子排列規(guī)整，結(jié)晶度較高，這些原因都造成纖維染色較為困難，制品顏色單一，不能在下游應用中滿足開發(fā)彩色制品的要求。目前獲得有色UHMWPE纖維的方法主要有以下幾種:一種是將色母粒添加到切片中，然后進行熔融紡絲，這種方法生產(chǎn)纖維在紡絲過程中紡絲熔體的流變性和可紡性不佳，同時，母粒的引入導致纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，纖維強度顯著下降。第二種方法通過有色膠涂覆的方法對纖維上色，則無法保證長久的色牢度，在使用中纖維磨損、浸泡都會產(chǎn)生脫膠現(xiàn)象。還有一種方法是通過對UHMWPE纖維進行改性處理提高其染色性能。改性方法主要包括等離子體改性、輻照接枝改性、偶聯(lián)劑改性、接枝表面染色改性等，但這些方法普遍存在對纖維強力的損傷相對較大、工藝較復雜、對環(huán)境有一定污染，及染色深度不夠等缺陷。
[0004]等離子體表面改性技術作為一種氣態(tài)處理技術，具有簡單易操作、節(jié)能、效率高、效果好、清潔安全等優(yōu)點，在高分子材料表面改性中得到日益廣泛的關注。傳統(tǒng)低壓等離子體處理需要真空設備，處理效率比較低，且處理不能連續(xù)進行，限制了等離子處理技術的推廣應用。介質(zhì)阻擋放電(DBD)等離子體可以在常壓下進行，無需昂貴的真空系統(tǒng)，更易于高分子材料的在線連續(xù)處理，因而具有很好地應用前景。殼聚糖作為一種天然無毒的高分子，其結(jié)構(gòu)與纖維素很相似，成膜性強，有很好的吸附性與兼容性，優(yōu)良的抗菌、吸濕、透氣性，作為勻染劑和固色劑，已被廣泛應用于羊毛、棉、麻等纖維的染色以及后整理中。采用常壓等離子體/殼聚糖接枝聯(lián)合整理的方法提高超高分子量聚乙烯纖維的染色性能，操作方便，綠色無污染，成本低，上染率高，對纖維力學性能無影響，一定程度上解決了超高分子量聚乙烯纖維難以染色的問題，但目前國內(nèi)外還未見常壓等離子體/殼聚糖接枝聯(lián)合整理提高超高分子量聚乙烯纖維染色性能的相關報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述的問題，本發(fā)明提供了一種超高分子量聚乙烯纖維表面處理后進行染色的方法，該方法工藝簡單，操作方便，成本低，無污染，上染率高，對纖維力學性能無影響，一定程度上解決了超高分子量聚乙烯纖維難以染色的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:一種超高分子量聚乙烯纖維表面處理后進行染色的方法，包括以下步驟:步驟一，洗凈干燥后的超高分子量聚乙烯纖維在常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體裝置中進行表面改性處理；步驟二，將經(jīng)常壓等離子改性處理后的超高分子量聚乙烯纖維進行殼聚糖接枝整理；步驟三，將上述處理后所得纖維進行活性染料染色；
[0007]其中在步驟一中，超高分子量聚乙烯纖維的常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體a表面改性處理，采用的常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體產(chǎn)生裝置的兩端裝有傳動裝置和卷繞裝置，實現(xiàn)了纖維的等離子體連續(xù)化高效處理，可用于工業(yè)生產(chǎn)；等離子體處理氣氛為Ar和(V混合氣體，Ar氣的流量為lL/min，(y^流量為0.lL/min，處理功率為4KW，處理時間為40-140S ；
[0008]在步驟二中，經(jīng)常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體改性處理后的超高分子量聚乙烯纖維接枝所用的殼聚糖，其分子量為5萬左右，脫乙酰度89% -91% ;
[0009]在步驟二中，經(jīng)常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體a改性處理后的超高分子量聚乙烯纖維的殼聚糖接枝整理，是將粉末狀殼聚糖溶于2%醋酸溶液中，配制成殼聚糖溶液，殼聚糖溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.3-1.1% ;接枝的溫度為40-80°C，接枝的浴比為1:40，接枝的時間為lh ；
[0010]在步驟三中，對常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體表面改性處理及殼聚糖接枝整理后的超高分子量聚乙烯纖維的染色，所用染料為活性染料，其用量為2-6% (0.w.f.)，促染劑為硫酸鈉，固色劑為碳酸鈉，纖維染色的浴比為1:50 ;
[0011]在步驟三中，經(jīng)常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體表面改性處理及殼聚糖接枝整理后的超高分子量聚乙烯纖維的活性染料染色工藝，纖維的入染溫度為30-60°C，升溫速度為1°C /min,固色溫度為70-100°C，固色時間為0.5-1.5h，染色后自然降溫，洗凈烘干；染色后纖維洗凈烘干，洗凈為皂洗和水洗，皂洗溫度為40-80°C，優(yōu)選50-60°C，皂洗時間為lOmin，水洗采用去離子水，水洗后烘干溫度為30-60°C，優(yōu)選40-50°C。
[0012]作為本發(fā)明的進一步技術方案:在所述的步驟二中:殼聚糖溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.5-0.9% ;接枝溫度為 50-70。。。
[0013]作為本發(fā)明的進一步技術方案:在所述的步驟三中:活性染料用量為3-5%(0.w.f.);纖維的入染溫度選擇為40-50°C ;固色溫度為80-90°C ;固色時間選擇為0.7-1.0h ;皂洗溫度選擇為50-60°C ;水洗后烘干溫度選擇為40-50°C。
[0014]本發(fā)明有益效果為:采用以上技術方案，操作方法工藝簡單，操作方便，成本低，無污染，上染率高，對纖維力學性能無影響，一定程度上解決了超高分子量聚乙烯纖維難以染色的問題。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的常壓介質(zhì)阻擋放電裝置圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的實施例1超高分子量聚乙烯纖維活性染料染色的工藝流程圖；
[0018]圖4為本發(fā)明的實施例2超高分子量聚乙烯纖維活性染料染色的工藝流程圖；
[0019]附圖標記中:a_等離子體；b_介質(zhì)傳動裝置；d_卷繞裝置。
【具體實施方式】
[0020]根據(jù)下述實施例，可以更好的理解本發(fā)明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發(fā)明。
[0021]參見說明書附圖1-2 ；
[0022]一種超高分子量聚乙烯纖維表面處理后進行染色的方法，包括以下步驟:步驟一，洗凈干燥后的超高分子量聚乙烯纖維在常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體裝置中進行表面改性處理；步驟二，將經(jīng)常壓等離子改性處理后的超高分子量聚乙烯纖維進行殼聚糖接枝整理；步驟三，將上述處理后所得纖維進行活性染料染色；
[0023]其中在步驟一中，超高分子量聚乙烯纖維的常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體a表面改性處理，采用的常壓介質(zhì)b阻擋放電等離子體a產(chǎn)生裝置的兩端裝有傳動裝置c和卷繞裝置d，結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)了纖維b的等離子體連續(xù)化高效處理，可用于工業(yè)生產(chǎn)；等離子體處理氣氛為Ar和02混合氣體，Ar氣的流量為lL/min，02的流量為0.lL/min，處理功率為4KW，處理時間為40-140S。
[0024]在步驟二中，經(jīng)常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體a改性處理后的超高分子量聚乙烯纖維接枝所用的殼聚糖，其分子量為5萬左右，脫乙酰度89% -91 %。
[0025]在步驟二中，經(jīng)常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體a改性處理后的超高分子量聚乙烯纖維的殼聚糖接枝整理，是將粉末狀殼聚糖溶于2%醋酸溶液中，配制成殼聚糖溶液，殼聚糖溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.3-1.1% ;接枝的溫度為40-80°C，接枝的浴比為1:40