[发明专利]一种芳纶纤维的改性、染色及多功能复合整理的方法

说明书

技术领域

一种芳纶纤维的改性、染色及多功能复合整理的方法，属于纺织化工技术领域。

背景技术

Kevlar即聚对苯二酰对苯二胺纤维，别名为芳纶树脂、芳纶纤维，又称凯芙拉尔，属芳香族聚酰胺，由美国杜邦公司在20世纪60年代首先研制成功。由于其结构的特殊，芳纶纤维具有优良的耐高温性和阻燃性，因此被普遍应用于消防服、军队防护服中，是一种战略物资。然而作为消防等特殊行业的服装，要求有专门的标志、色彩，以便在紧急、混乱的现场辨认、寻找。但由于芳纶纤维刚直的高分子链具有高度结晶性且表面无活性基团，并且其玻璃化温度高达270℃，以常规的方法无法进行染色，即使个别染料勉强上染，但色牢度很差。目前，国内外报道的该类纤维的染色方法主要有超高温高压法染色和载体染色法，但耐洗色牢度和摩擦牢度也均不够理想。解决其染色问题的一个思路就是通过一些物理、化学或者物理化学的方法对芳纶纤维前处理，改善纤维表面的物理和化学状态，进而加强纤维和基体的相互作用，提高其染色性能。专利CN101029457A中公开了一种提高芳纶1313纤维染色牢度的方法。这种方法中包括高压前处理和高温高压染色两道工序。由于高压的处理，使载体能更好的吸附在纤维上，从而利于染料上染到纤维上。结果发现处理后的芳纶纤维的耐洗色牢度和摩擦色牢度等都得到了较好的改善。专利CN1888183A中提到了一种芳纶纤维布的染色方法，包括预缩工序和染色工序。处理过的纤维色泽鲜艳、手感柔和、透气性好且穿着舒服。

芳纶织物虽然具有优良的化学稳定性，但是作为一种合成纤维，仍具有润湿性差的特点。同时，芳纶是一种光敏感的高分子材料，容易在紫外线照射下发生光老化降解，特别是在280～320nm范围的紫外光对芳纶光降解作用最强，不宜直接暴露在日光下使用，因此需对其进行紫外线屏蔽整理以提高其使用性能和应用范围。专利CN101215782A发明了一种芳香族聚酰胺纤维织物的抗光老化整理方法。经这种方法处理后的芳纶织物经紫外老化后的强度能得到很好的保持，整理后织物的机械性能没有损失。但是其处理时间较长，无法满足工业化的连续生产。专利CN 200610025829发明了一种TiO₂抗紫外整理液及其对芳纶的抗紫外整理方法，芳纶经该抗紫外整理方法处理后，芳纶纤维、纱线或者织物的抗紫外老化性能得到明显的增强，但是二氧化钛在应用过程中容易产生泛蓝的现象。且芳纶作为消防服的面料还要具备良好的吸湿透气性能，但是作为一种合成纤维，芳纶的润湿性很差。因此，这些性能必须通过后整理获得。溶胶-凝胶法是织物表面改性的一种新技术。采用溶胶-凝胶技术对纤维进行涂层整理的方法是赋予芳纶纤维一种或多种功能的较好的方法。这种方法就是在复合溶胶中加入适量整理剂，通过浸轧等方法在织物表面进行涂层，然后经烘干及必要的热处理，在织物表面形成一层薄膜。这类方法对纤维种类的适用性广，处理成本低，对应用的技术和设备要求不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种芳纶纤维的改性、染色及多功能复合整理的方法，提高芳纶纤维产品的附加值，使产品向着深层次和高档化方向发展。

本发明的技术方案：

通过对芳纶纤维进行表面物理、化学改性，改善芳纶纤维表面的物理和化学状态，进而加强纤维和染料以及整理剂之间的相互作用，利于芳纶纤维的染色以及多功能复合整理。工艺流程包括：芳纶纤维染色前的清洗、芳纶纤维预处理、芳纶纤维染色和芳纶纤维的多功能复合整理，待用。

(1)芳纶纤维染色前的清洗

商品芳纶纤维的表面都含有一些浆料以及油污，这些浆料以及油污将直接影响芳纶纤维的染整后续加工。因此，对芳纶纤维织物表面浆料以及油污的去除是芳纶纤维染色以及后整理的首要步骤。

清洗工艺为：碱洗(NaOH 5-10g/L，去油剂DO 2-5g/L，浴比1∶20-40，温度95-100℃，时间0.5-1h)，清水冲洗，烘干待用。

(2)芳纶纤维预处理

由于芳纶纤维大分子结构紧密、结晶度较大、玻璃化温度很高、没有亲和基团，若直接对其染色，染料基本不上染，染色十分困难。因此在染色前，须对其进行表面改性，在芳纶表面引入一些具有反应活性的极性基团，增加与染料的反应，提高芳纶纤维染色性能以及整理效果。本发明所选择的预处理方案可为：

①等离子体预处理：将清洗后的芳纶纤维置于等离子体发生仪的反应室中常温进行处理：功率25-150W，处理时间1-10min，压强1-50Pa。