[发明专利]一种聚四氟乙烯纤维的金属离子染色方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维染色方法，具体地为一种聚四氟乙烯纤维的金属离子染色方法。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)纤维，是由Plankett在1938年发明的一种高分子化合物。它由四氟乙烯单体(TFE)经本体聚合和乳液聚合技术聚合制得。聚四氟乙烯纤维是一种全氟化直链高分子化合物，几乎没有支链，其主链由C-C键构成，相连接的氢均被氟原子取代形成高键能的C-F键。由于聚四氟乙烯纤维分子中的氟原子比氢原子具有更大的原子半径，故对其主链碳原子表现出极为有效的屏蔽保护作用。另外，聚四氟乙烯是一个相对分子质量达到200万至1000万的高分子长链结构，并以螺旋结构将主链包裹其中，构成高度对称的非极性结晶结构，这使其具有无法比拟的耐热性和化学稳定性，并且分子中的含氟原子越多这种性质越显著。因此，聚四氟乙烯纤维不与环境介质发生反应。研究证明，几乎所有的强酸、强碱、强氧化剂和盐类对聚四氟乙烯纤维皆无影响，即使在高温的条件下也是如此，对沸腾的王水也很稳定，对于有机化合物，除了卤化胺类和芳烃对其有轻微溶胀外，其他所有有机溶剂对聚四氟乙烯纤维都无作用。因为聚四氟乙烯有极优越的化学性，所以在许多极其复杂和恶劣条件下中只有使用PTFE纤维才能达到性能不变或不受微生物侵袭的目的。因此目前着色的PTFE制品是在加工成型的过程中通过添加颜料制备而成。由于聚四氟乙烯熔融粘度非常高，不能用一般塑料的加工方法加工，只能采用粉末冶金模塑加工成型，而且成型温度很高(400℃左右)，保温时间长，所以颜料必须能在400℃以上的高温下性能稳定，现在颜料中只有部分无机颜料能满足聚四氟乙烯的加工要求。无机颜料通常是金属的氧化物、硫化物和硫酸盐等，且着色的聚四氟乙烯制品大多以暗色的制品为主。目前国内对于已经成型的聚四氟乙烯纤维的染色技术还未有相关研究报。在所述情况下，需要一种聚四氟乙烯纤维的染色方法。因此，本发明的目的就是提供一种聚四氟乙烯纤维的金属离子染色方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种聚四氟乙烯纤维的金属离子染色方法。其特征在于该染色方法主要由四个步骤组成，首先在Co⁶⁰γ射线下使用丙烯酸对聚四氟乙烯纤维进行表面改性处理，然后再使用特定的金属盐与改性聚四氟乙烯纤维反应使之着色。该染色方法用于聚四氟乙烯纤维的染色处理，能够有效地使聚四氟乙烯纤维具有鲜艳的颜色。本发明所述染色方法用于聚四氟乙烯纤维的染色处理，其成品表面染色均匀，颜色鲜艳，色相和深度可控，染色牢度优良，工艺简单，生产成本不高，有利于工业推广。且染色过程不使用有机染料，是一种环境友好型的染色方法。

本发明解决所述催化剂技术问题的技术方案是：设计一种聚四氟乙烯纤维的金属离子染色方法，其采用下述工艺处理：

1.聚四氟乙烯纤维的预处理：在50℃和搅拌条件下，首先使用含有浓度为2.0g/L的阴离子表面活性剂水溶液洗涤处理聚四氟乙烯纤维30分钟后取出水洗烘干。然后再使用丙酮对聚四氟乙烯纤维进行清洗20分钟后取出，最后将其在70℃下真空烘干12小时；

2.聚四氟乙烯纤维的表面改性：精确称量规定重量的所述预处理的聚四氟乙烯纤维，并将其浸入浓度为300-700g/L的丙烯酸和浓度为15-50g/L的硫酸亚铁铵混合水溶液中。所述聚四氟乙烯重量(克)与混合水溶液的体积(毫升)之比为1∶50；然后向体系中通入氮气20分钟以驱赶其内的空气并使用聚四氟乙烯胶带将体系密封。最后将此密封体系置于0.5-1.0kGy/h的Co⁶⁰γ射线中在室温条件下进行辐射处理50-100小时。反应后将处理后的聚四氟乙烯纤维取出并使用热水和丙酮进行洗涤3-5次以去除残留在纤维表面的单体和聚合物，并在50℃下真空烘干12小时备用；

3.金属离子染液的配制：在室温下将氯化铁(FeCl₃·6H₂O)、硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)或硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)等不同颜色的水合金属盐溶于蒸馏水中，充分搅拌静置5小时后过滤，使之形成不同颜色的金属离子染液，其中金属离子的浓度为0.10-0.40mol/L。