[发明专利]一种聚酰胺纤维表面羟基化改性的方法

说明书

本发明公开了一种聚酰胺纤维表面羟基化改性的方法，先对聚酰胺纤维表面进行预处理；随后对聚酰胺纤维表面羟基化处理。本发明采用纤维预处理和羟甲基化两步进行，操作简单，反应时间短，反应条件更为温和，不需要气氛调节；本发明所使用的仪器及药品，设备要求低，成本低，可连续化操作；本发明羟基化改性的聚酰胺，可用于阻燃、抗静电、抗菌等功能化聚酰胺的制备。

技术领域

本发明属于高分子材料及功能纺织材料技术领域，具体涉及一种聚酰胺纤维表面羟基化改性的方法。

背景技术

聚酰胺性能稳定、韧性强，自润滑、耐磨和耐化学性能优异，因此其应用广泛。随着功能化需求越来越多样性，聚酰胺的改性成为了研究热点。以聚酰胺为基材，利用接枝方法可以改善和提高聚酰胺纤维的染色性能、抗静电性能、抗菌性能和耐溶剂性能等，还可以制备多种功能材料，赋予聚酰胺纤维亲疏水性能、阻燃性能、导电性能，同时还可制备组织功能支架。

聚酰胺是一类化学惰性的高分子材料，要对其进行表面接枝关键在于使惰性分子表面活化。根据活化的方法不同可以分为过氧化物活化、氧化还原反应活化、辐射活化、活性基团间反应活化、光引发活化等。赵清香等以过硫酸钾/硫酸为引发体系，进行了尼龙66(PA66)纤维与衣康酸的接枝共聚。Yao等人对尼龙6薄膜先用氩等离子体预处理，然后用H₂SO₄/FeSO₄体系引发二烯丙基甲基铵盐(MDAA)在尼龙6薄膜上进行接枝反应得到具有抗菌功能的尼龙6薄膜。Shailesh M.Kolhe等在空气中采用60Co作为辐射源，在单体HEMA存在下，将乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝到PA₆织物表面。张环等采用紫外对PA6纤维进行无氧预辐照处理，然后在N₂保护下引发丙烯酸的接枝。然而，上述接枝方法工艺复杂、成本高、对设备和环境要求高、连续化操作困难等问题。

本发明用甲醛对聚酰胺纤维进行处理，在聚酰胺纤维表面引入N-羟甲基结构，使纤维表面具有大量的可反应性基团羟基(-OH)。此方法反应条件温和，材料易得，容易实现工业化。聚酰胺纤维表面被羟基化后，为其后续的功能化提供了技术基础，为实现改善和提高聚酰胺纤维的染色性能、抗静电性能、抗菌性能和耐溶剂性能等，以及制备多种功能材料，组织功能支架赋予聚酰胺纤维亲疏水性能、阻燃性能和导电性能成为可能。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚酰胺纤维表面羟基化改性的方法，解决了现有接枝方法工艺复杂、成本高、对设备和环境要求高、连续化操作困难的问题。

本发明所采用的技术方案为，一种聚酰胺纤维表面羟基化改性的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，聚酰胺纤维表面预处理；

步骤2，聚酰胺纤维表面羟基化处理。

本发明的特征还在于，

聚酰胺纤维表面预处理过程为：

聚酰胺纤维织物剪成直径为Φ55mm±2mm圆片状样品，将样品放在丙酮中进行超声波清洗30min，随后在质量浓度为10％的氢氧化钠溶液中浸泡1h后，取出，用清水冲洗3～5次，晾干。

聚酰胺纤维表面羟基化处理过程为：

将磷酸溶液和甲醛溶液混合，得混合液，取步骤1预处理后的聚酰胺纤维织物样品放入混合液中在在40～60℃温度下反应9～15h后，取出，清洗烘干，即得。

混合液中，磷酸溶液的质量浓度为85％，甲醛溶液的质量浓度为37％～40％；磷酸溶液与甲醛溶液的用量比为：1～3:100。

聚酰胺纤维织物与甲醛的用量为1：18～40(w/v)。

清洗烘干过程为：用清水反复萃洗3～5次，在50℃的温度下，干燥1～2h。