一種雙親三嗪類單體對滌綸纖維親水改性的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種紡絲改性的親水聚酯切片，以及涉及一種雙親三嗪類單體 (BEATs)整理改性的親水纖維的制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)的分子為高度對稱芳環(huán)結構，線性好且分子鏈結構 立體規(guī)整，易于取向和結晶，使其具有較高的強度和良好的成纖性及成膜性，并且具有優(yōu)良 的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、耐化學藥品性、電絕緣性等特性，價格便宜，所以廣泛用做纖維、薄 膜、聚酯瓶、工程塑料等。滌綸是聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)纖維的商品名稱，因其良好的 特性成為了合成纖維中的三大主力之一。但是由于滌綸纖維不具有親水基團，加上其緊密 的大分子鏈結構，結晶度高，吸濕能力差，在標準狀態(tài)下（20°C和相對濕度65%)滌綸的回潮 率僅為0. 4%，而棉在相同的溫度和濕度下回潮率高達7%，導致滌綸織物穿著時排汗困難， 有悶濕感，這使其在舒適性方面要比棉等天然纖維差得多，因此限制了其在更大范圍內(nèi)的 應用。
[0003] 隨著科學技術的發(fā)展和人們物質生活水平的提高，越來越多的消費者更加關注自 身的健康，人們對所穿著服裝的功能性和舒適性要求越來越高。對于夏季穿著的服裝，尤其 是運動服裝，吸濕排汗性能越來越受到快節(jié)奏生活的消費者的喜愛。因此，改變滌綸纖維的 疏水性，提高其吸濕性，改善穿著舒適性，使其滿足生產(chǎn)高品質服裝的要求，這樣有利于拓 寬滌綸纖維的應用領域，提高滌綸織物的應用價值，開辟新的經(jīng)濟增長點。
[0004] 目前對改善滌綸纖維的親水性已進行過較多探索，從文獻報導看，賦予滌綸纖維 或織物親水性主要有兩種方法：一是紡絲改性：在纖維的紡絲過程中利用纖維的合成技術 對滌綸纖維結構進行改性，使滌綸纖維本身具有親水性能，從而改善滌綸的穿用性能；二是 整理改性：大多在纖維表面改性，利用滌綸織物后整理技術而達到改性目的。即在滌綸大分 子鏈上引入親水基團，使織物表面形成親水層，從而改變纖維表面親水性能。
[0005] 本發(fā)明提供的是一種將紡絲改性和整理改性相結合的方法，實現(xiàn)滌綸纖維改性達 到"一步改性弱親水、二步改性強親水"的目標。第一步是紡絲改性：以HY-3525G (含有GMA 側基的長鏈烷烴擴鏈劑）為弱親水劑對回收PET進行熔融改性，使聚酯切片含有親水性的 GM環(huán)氧基團和少量羥基，當聚酯切片紡成纖維后使其具有弱親水性，HY-3525G是GM (甲 基丙烯酸縮水甘油酯）烷烴的共聚物，為杭州海一高分子材料有限公司出品的，它是一種環(huán) 氧官能化的助劑，在聚合物材料的加工中是性能優(yōu)秀的加工助劑和改性助劑，基本結構是 在長鏈的烷烴側鏈聚合了 GM官能單體；第二步是整理改性：經(jīng)過第一步改性后，改性滌綸 纖維表面含有GM基團，再以我們課題組自制的雙親三嗪類單體（BEATs)為強親水劑與改 性滌綸纖維表面的環(huán)氧官能團GM發(fā)生接枝反應，在改性滌綸大分子鏈上引入BEATs，從而 使滌綸纖維表面含有大量的羥基來改善其親水性能。之所以選用BEATs作為強親水劑是因 為其具有大量的端羥基、高溶解性、高化學反應活性、合成簡單等性質，是一種理想的綠色 環(huán)保無污染的強親水整理劑。傳統(tǒng)工藝采用堿減量聯(lián)合親水劑工藝處理滌綸纖維使其獲得 親水性，其產(chǎn)生的廢水極難處理，廢水COD高達數(shù)萬以上，生物處理困難，造成嚴重的環(huán)境 污染和資源浪費。本發(fā)明提供的對滌綸纖維進行"兩步走"改性的新型方法，能快速、高效、 無污染地改善滌綸纖維的表面親水性能，并且可根據(jù)滌綸織物的親水要求進行分步親水改 性，滿足不同的應用需求，具有更大的性能優(yōu)越性和市場競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種端羥基雙親三嗪類單體（BEATs) 改性滌綸纖維制備強親水滌綸纖維的方法。主要是通過在聚酯切片中先引入反應活性基 團，在聚酯切片紡成纖維后通過雙親三嗪類單體（BEATS)進行親水整理，使具備強親水性 能。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：所述的一種雙親三嗪類單體對 滌綸纖維親水改性的方法，包括如下步驟： 1) 將PET和含有GM側基的長鏈烷烴擴鏈劑干燥； 2) 將步驟1) 100質量份的干燥后的PET、1~3質量份干燥后的含有GM側基的長鏈烷 烴擴鏈劑和〇. 1~〇. 5質量份的抗氧劑在高速混合機中混合5-10min ; 3) 將步驟2)混合均勻好的物料在雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒，制備改性親水 聚酯粒料；其中雙螺桿擠出機各段反應溫度分別為170、210、230、240、250、260、260、260、 260°C，模頭溫度為255°C，主機轉速160r/min ; 4) 將經(jīng)過步驟3)改性后的親水聚酯粒料熔融紡絲，制備出表面含有GMA基團和少 量羥基的改性滌綸纖維，改性滌綸纖維呈現(xiàn)弱親水性；熔融紡絲步驟的熔融紡絲溫度為 250~300°C，紡絲速度為800~3000m/min，拉伸溫度為60~90°C，總拉伸倍率為3~5倍； 5) 將步驟4)紡出的改性滌綸纖維浸入DCP引發(fā)劑溶液中，在微波條件下預反應 20~30min，預反應溫度為60~80°C，微波功率為300~500W ; 6) 將步驟5)預反應后的滌綸纖維放入配制好的雙親三嗪類單體反應溶液中，在微波條 件下進行接枝反應，一段時間后，取出，水洗，在烘箱中烘干至恒重，即制備得到強親水的滌 綸纖維；所述雙親三嗪類單體溶液的質量分數(shù)為5~30%，反應溫度為90~1 KTC，接枝反應時 間為60~90min，微波功率為300~500W。
[0008] 所述PET采用PET原生料或回收的PET瓶片。
[0009] 所述含有GMA側基的長鏈烷烴擴鏈劑采用HY-3525G。
[0010] 所述DCP引發(fā)劑溶液采用濃度為0. 5 wt %~2wt%的DCP引發(fā)劑溶液。
[0011] 上述任一所述的方法制得的雙親三嗪類單體對滌纟侖纖維。
[0012] 具體地說，本發(fā)明所述的一種雙親三嗪類單體對滌綸纖維親水改性的方法，包括 如下步驟： 1)將PET在120°C鼓風干燥箱中干燥12h，HY-3525G (含有GMA側基的長鏈烷烴擴鏈 劑）在60°C真空干燥箱中干燥8h。
[0013] 2)將100質量份干燥后的PET、1~3質量份干燥后的HY-3525G和0. 1~0. 5質量份 抗氧劑在高速混合機中混合5-10min。
[0014] 3)將步驟2)混合均勻好的物料在雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒，制備改性的 親水聚酯粒料；其中雙螺桿擠出機各段反應溫度分別為170、210、230、240、250、260、260、 260、260°C，模頭溫度為255°C，主機轉速160r/min。
[0015] 4)將經(jīng)過步驟3)改性后的親水聚酯粒料熔融紡絲，制備出表面含有GMA基團 和少量羥基的滌綸纖維，改性滌綸纖維呈現(xiàn)弱親水性；熔融紡絲步驟的熔融紡絲溫度為 250~300°C，紡絲速度為800~3000m/min，拉伸溫度為60~90°C，總拉伸倍率為3~5倍。
[0016] 5)將步驟4)紡出的滌綸纖維浸入0. 5~2wt%的DCP引發(fā)劑溶液中，在微波條件下 預反應20~30min，預反應溫度為60~80°C，微波功率為300~500W。
[0017] 6)將步驟5)預反應后的滌綸纖維放入配制好的雙親三嗪類單體反應溶液中，在微 波條件下進行接枝反應一段時間后，取出，水洗，在烘箱中烘干至恒重，即制備得到強親水 的滌綸纖維；所述雙親三嗪類單體溶液的質量分數(shù)為5~30%，反應溫度為90~110°C，接枝反 應時間為60~90min，微波功率為300~500W。
[0018] 由于采用以上技術方案，與現(xiàn)有滌綸纖維親水改性的方法比較，本發(fā)明具有以下 優(yōu)點： 1)本發(fā)明采用紡絲改性和整理改性相結合的方法，可根據(jù)滌綸織物的親水要求進行分 步親水改性，滿足不同的應用需求。
[0019] 2)本發(fā)明選用HY-3525G作為擴鏈劑，在提高R-P