[发明专利]一种涤纶纤维的抗紫外老化改性方法

说明书

本发明公开了一种涤纶纤维的抗紫外老化改性方法。采用方法的要点是首先制备球形的TiO₂纳米颗粒，再在颗粒表面制备多孔碳壳层，制得具有核壳结构的TiO₂@C纳米颗粒，然后以该纳米颗粒作为主要成分配制整理液，利用浸渍法将该纳米颗粒负载在涤纶纤维上，得到改性的涤纶纤维。将改性纤维烘干后，得到抗紫外老化的涤纶纤维。本发明制备方法简单，既可提高涤纶纤维抗紫外老化能力，也可较好的保持涤纶纤维的力学强度，具有重要的应用意义。

技术领域

本发明涉及一种涤纶纤维的抗紫外老化改性方法，属于功能纤维及纺织工程技术领域。

背景技术

涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它的合成工艺简单,价格便宜，再加上它不易变形、绝缘、挺括、易洗快干的特点，为人们所喜爱，目前在服饰、鞋类、床上用品等领域得到广泛应用。此外，由于涤纶纤维物理机械性能优异，化学稳定性高，耐气候性好，也被用作轮胎外胎的帘子线以及玻璃纤维复合毡中的捆绑纱等。

虽然涤纶纤维的化学稳定性较好，但是随着工业发展，环境污染程度加大，导致大气层的臭氧层被破坏等原因使得紫外线穿透率增大，人们对涤纶纤维的功能性尤其是抗紫外能力提出了更高的要求。

目前，用于增强涤纶纤维抗紫外能力的方法主要有两种：一是将抗紫外剂直接加入原料中通过熔融纺丝法制成抗紫外纤维。例如施少荣将抗紫外剂母粒包括TiO₂或ZnO超细粉体、4～13％的紫外光吸收剂与聚对苯二甲酸乙二醇共混，经熔融纺丝法制得抗紫外涤纶纤维(中国发明专利201110213774.9)。这种方法具有抗紫外效果好，耐洗，耐久性的特点。但是在纤维制备过程中添加的无机纳米颗粒容易作为缺陷存在于纤维中，导致纤维强度下降。二是用紫外线吸收剂和反射剂在后加工中对纤维进行整理。例如李春等以金红石型纳米TiO₂粉体为原料制得分散液，将其整理到涤纶织物上，以提高织物对紫外线的吸收作用，从而提高其抗紫外功能(浙江理工大学学报，第23卷，第2期，

p122-127+145，纳米TiO₂改善涤纶织物抗紫外线及耐日晒性能的研究，李春，王俊苏，陈维国等)。但是纳米TiO₂颗粒吸收紫外线发生的光电效应会在颗粒表面产生大量的-OH自由基，对与其紧密接触的涤纶纤维具有极强的氧化作用，容易对涤纶纤维产生一定的破坏性。

发明内容

本发明首先提供了一种TiO₂@C纳米颗粒的制备方法，再将其负载在涤纶纤维上，提高涤纶纤维的抗紫外老化性能。在纳米TiO₂颗粒表面制造出的多孔碳层可隔离TiO₂颗粒使其不与涤纶纤维直接接触，避免了二氧化钛吸收紫外线后对涤纶纤维的氧化破坏，同时碳壳层的多孔结构又不会影响二氧化钛对紫外线的吸收，从而实现提高涤纶纤维抗紫外老化能力的同时，还可保持其原有的强度。本发明的目的是提供一种涤纶纤维的抗紫外老化的改性方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是采用以下步骤：

1)配制10mL质量浓度为1～2％的阳离子聚电解质溶液，将0.5g TiO₂@C纳米颗粒均匀分散在该溶液中，利用机械搅拌器在100～500r/min的条件下搅拌0.5～1h，得到溶液A；

2)配制质量浓度为1～2％的聚乙烯醇溶液(PVA，分子量4000～6000)在60～80℃条件下利用机械搅拌器以100～500r/min的转速搅拌0.5～1h，得到溶液B；

3)将步骤1)中所得到的溶液A添加到步骤2)的溶液B中，其中PVA：TiO₂@C纳米颗粒＝1:1～4:1(质量比)，利用机械搅拌器在100～500r/min的条件下搅拌0.5～1h，得到整理液；