[发明专利]力化学方法制备改性维纶

说明书

本发明属于维纶纤维制备领域。可以提高维纶纤维的染色性和回弹性，具有综合性能优良的毛型纤维。

维纶纤维具有强力高、耐磨的优点，但染色性和回弹性不佳，限制了它的使用范围，特别是衣着方面的使用。为了改进染色性能，人们曾通过共混、接枝等方法力图得到解决，近年来有人作了纺前染色工作，将纺丝原液中混入色料，原液着色后进行有色纺丝，但其色泽单一，不宜于染整各种花色。日本专利（J.P7019409）报导，将8份聚乙烯醇与15份明胶共混纺丝，可得到3.2克/袋强力的纤维，对刚果红染色可达76.0%，空白样为21.2%，这种方法制出的纤维耗费大量来自生物资源制得的明胶，纤维强度偏低，使用范围也受到限制;日本专利（J.P2010796）报导，在70℃的氮气份下，聚乙烯醇纤维与甲基丙烯酸甲酯，乙酯于甲醇-水混合溶剂中接枝15分钟，随后又于80℃下与苯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸接枝2小时，纤维对阳离子染料的可染性有一定的改进。但这种方法工艺繁杂，同时反应中又生成不需要的游离聚合物，浪费了大量单体，成本高而没有工业价值。日本专利（J.P82-25411）报导，以18%聚乙烯醇水溶液144克，组成为2.5∶97.5的乙烯基磺酸钠-乙烯基共聚物6克，6%聚氯乙烯乳液667克，以及18%的锡酸水溶液45克共混纺丝，95℃硫酸钠水钠水溶液中拉伸，70℃用6%甲醛水溶液中缩醛化60分钟，可得到阳离子染料的可染性纤维。这种方法中使用大量的聚氯乙烯乳液，运输和使用要谨慎小心，要求纺丝计量泵要有特殊的结构形式，锡酸用量大，成本高，亦未见工业化生产。

本发明的任务是针对上述方法制备改性维纶之不足，提供一种以力化学方法制备改性维纶，这种改性维纶具有很好的阳离子染料的可染性，色谱齐全，色泽艳丽，回弹性大为提高，是一种综合性能优良的毛型纤维。

本发明提供的力化学方法制备改性维纶（或称维腈纶）所用起始原料的配方组分（按重量计）为：

聚乙烯醇（1-10%）    1000-5000份

丙烯腈    60-300份

腈纶用第二单体（可用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等一种或一种以上的混合物）    0-30份

腈纶用第三单体（可用丙烯磺酸钠、苯乙烯碳酸钠、甲基丙烯磺酸钠等一种或一种以上的混合物）    1-10份

最佳配方组分（按重量计）为：

聚乙烯醇（2%水溶液）    1000份，

丙烯腈    80份，

腈纶用第二单体    10份，

腈纶用第三单体    2份。

按上述配方组分称量，将聚乙烯醇水溶液、丙烯腈、腈纶用第二单体（甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等或/和腈纶用第三单体（丙烯磺酸钠、苯乙烯碳酸钠、甲基丙烯磺酸钠等）加入超声波（0.8-30KHz）反应器或者将上述组分加入胶体磨（3000转/分以上）作用下进行改性维纶原液的制备，反应温度为0-60℃，反应时间为20-250分钟。制得的嵌段共聚物为稳定的水相分散液，经蒸出未反应的单体后，加入聚乙烯醇（纤维级）增稠或者将所得的水相分散液浓缩至含固量为16-22%，按维纶湿法纺丝工艺成纤及后处理，改性纤维为白色，可以用色谱齐全的阳离子染料染色、印花。当纤维组成中磺酸盐含量为0.5%以上，染色性更佳。当丙烯腈含量在50%以上，回弹性大为提高，如3%定伸长弹性回复达90%以上，是一种综合性能优良的毛型纤维。

本发明的优点在于：

1.聚乙烯醇、丙烯腈及其他单体在超声波或胶体磨中进行嵌段共聚合作用，不需加入引发剂，乳化剂和有机溶剂等添加剂，反应中无丙烯腈均聚物生成，共聚物杂质少，水相分散液稳定，未反应的单体可用简单方法蒸出回收使用，无公害和污染。

2.改性纤维为白色，可以用色谱齐全的阳离子染料染色、印花，色泽艳丽，并具有近似羊毛的回弹性，是现有维纶和改性维纶纤维所不及的。

3.力化学方法制备改性维纶的工艺简单，操作方便，可用原维纶生产的工艺设备生产改性维纶纤维，耗费少，成本低，有显著的经济效益。

实施例：

1.将2%聚乙烯醇水溶液1000克，丙烯腈80克，丙烯磺酸钠2克，加入超声波（18-22KHz）反应器中，于25℃温度下反应40分钟，蒸出未反应的单体后，获得嵌段共聚物为白色水相分散液，共聚物收率112%，补加聚乙烯醇（纺丝级）增稠至含固量为18%，用维纶湿法纺丝制得改性维纶纤维。强力为6克/袋。断裂伸长15%，对阳离子染料着色性很好，色泽艳丽，远高于通常的维纶，与腈纶相似。