基于原位聚合法的導(dǎo)電蠶絲纖維產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】基于原位聚合法開(kāi)發(fā)導(dǎo)電蠶絲纖維產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，它涉及蠶絲產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，它的生產(chǎn)工藝為：對(duì)原絲進(jìn)行等離子體預(yù)處理后，再利用原位聚合法對(duì)蠶絲、超高分子量聚乙烯、芳綸進(jìn)行連續(xù)化導(dǎo)電處理，獲得小批量的天然纖維/聚苯胺和高性能合成纖維/聚苯胺紗線(xiàn)。它不僅可以解決高檔蠶絲及其混紡或交織面料加工與使用過(guò)程中的靜電問(wèn)題，更重要的是使蠶絲這種最高檔的天然纖維得到最大價(jià)值化和功能化的利用，對(duì)促進(jìn)天然纖維資源的利用具有十分重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于原位聚合法的導(dǎo)電蠶絲纖維產(chǎn)品生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及蠶絲產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于原位聚合法的導(dǎo)電蠶絲纖維產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】:
[0002]蠶絲是人類(lèi)最早使用的動(dòng)物纖維之一，已有6000多年的歷史，是天然纖維中最高貴的品種，被譽(yù)為“纖維皇后”，生絲的價(jià)格達(dá)到40萬(wàn)元/噸以上，是滌綸纖維的30~40倍，是棉纖維的7~8倍。蠶絲制品也一直是高檔的象征，雖價(jià)格昂貴但因其各種優(yōu)異性能一直受到消費(fèi)者的青睞，如蠶絲織物的珍珠般柔和的光澤、柔軟滑糯的手感、良好的懸垂性和飄逸感、優(yōu)異的貼膚感、極好的吸濕性和透氣性等是其他纖維制品所無(wú)法比擬的。但是，蠶絲織物也存在一定的缺陷，如:難以取得好的色牢度、易縮水、泛黃、摩擦易引起損傷、容易被污染、易起皺、對(duì)酸堿敏感、導(dǎo)電性差等。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)蠶絲的高比電阻對(duì)產(chǎn)品加工與使用具有很大的影響:含水率為10%時(shí)，蠶絲的質(zhì)量比電阻為IO9Q ? g/cm，在相對(duì)濕度為65%的條件下，蠶絲的質(zhì)量比電阻達(dá)到IO10Q ^gAm;特別是在低溫及干燥情況下，蠶絲的質(zhì)量比電阻更是達(dá)到IO14Q容易產(chǎn)生靜電。特別是，目前蠶絲與其他天然纖維羊毛、羊絨以及滌綸、PTT纖維、outlast纖維等混紡或復(fù)合的產(chǎn)品越來(lái)越多，靜電問(wèn)題日趨嚴(yán)重，對(duì)蠶絲織物的生產(chǎn)以及服裝的使用造成了嚴(yán)重的影響。如:紡織生產(chǎn)中因靜電產(chǎn)生的紗線(xiàn)纏繞羅拉、纏絲斷頭、紗線(xiàn)糾結(jié)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響織物的加工生產(chǎn)；服裝面料的靜電不僅會(huì)產(chǎn)生吸附灰塵以及纏身裹腿等現(xiàn)象，影響產(chǎn)品外觀(guān)及降低產(chǎn)品檔次，還會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生電擊感，影響人體健康。
[0004]目前改進(jìn)織物抗靜電效果的途徑主要有兩種:其一為采用抗靜電劑對(duì)織物進(jìn)行表面處理，此種方法獲得的抗靜電效果持久性差，在使用與洗滌后抗靜電效果容易喪失；其二為采用導(dǎo)電纖維以一定的形式`、比例織入織物，使織物獲得較為持久的抗靜電效果。目前的導(dǎo)電纖維主要有金屬型和非金屬型。金屬型主要為不銹鋼纖維，但金屬纖維密度大，紡紗與織造均有一定的困難，而且金屬纖維對(duì)織物的手感、服用性能均會(huì)產(chǎn)生不良影響。非金屬型導(dǎo)電纖維一般是以高聚物纖維為基礎(chǔ)，采用與導(dǎo)電材料粉體共混紡絲、電鍍、化學(xué)鍍或真空沉積等方法，使其獲得一定的導(dǎo)電效果，然后將這種纖維按一定比例與其他纖維混紡或交織，從而使織物達(dá)到防靜電效果。
[0005]由此看來(lái)，導(dǎo)電性蠶絲纖維的開(kāi)發(fā)對(duì)于新型絲綢產(chǎn)品的升級(jí)換代具有十分重要的意義，能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前導(dǎo)電纖維的制備一般以合成纖維為基礎(chǔ)，對(duì)天然纖維進(jìn)行導(dǎo)電處理的研究較少。而隨著化纖原料——石油等天然資源的日益短缺，甚至逐漸枯竭，目前在纖維消費(fèi)中占50%以上的滌綸、錦綸等合成纖維制品的發(fā)展將受到嚴(yán)重制約，天然纖維資源的深度開(kāi)發(fā)利用是紡織行業(yè)發(fā)展的重要途徑。顯然對(duì)蠶絲這類(lèi)昂貴、高檔紡織品的高價(jià)值化、功能化再生加工利用，無(wú)論從節(jié)約天然纖維資源，建立節(jié)約型社會(huì)，還是提高高檔天然生物質(zhì)纖維資源的使用價(jià)值的角度來(lái)看都具有十分重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于原位聚合法的導(dǎo)電蠶絲纖維產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，它不僅可以解決高檔蠶絲及其混紡或交織面料加工與使用過(guò)程中的靜電問(wèn)題，更重要的是使蠶絲這種最高檔的天然纖維得到最大價(jià)值化和功能化的利用，對(duì)促進(jìn)天然纖維資源的利用具有十分重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0007]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問(wèn)題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:它的生產(chǎn)工藝為:對(duì)原絲進(jìn)行等離子體預(yù)處理后，再利用原位聚合法對(duì)蠶絲、超高分子量聚乙烯、芳綸進(jìn)行連續(xù)化導(dǎo)電處理，獲得小批量的天然纖維/聚苯胺和高性能合成纖維/聚苯胺紗線(xiàn)。
[0008]本發(fā)明的具體操作步驟為:(I)以蠶絲纖維為基材，對(duì)其進(jìn)行等離子體預(yù)處理，提高其表面能，以增強(qiáng)對(duì)苯胺單體的吸附能力，并提高聚苯胺導(dǎo)電層的厚度及連續(xù)性，增大蠶絲纖維的電導(dǎo)率，并增強(qiáng)蠶絲纖維對(duì)聚苯胺導(dǎo)電層的機(jī)械鎖結(jié)作用，提高其可加工性和耐用性；
[0009](2)基于原位聚合法，以鹽酸等為摻雜酸，以過(guò)硫酸銨等為氧化劑，使苯胺單體在蠶絲纖維表面氧化聚合，并在鹽酸等的摻雜作用下，使蠶絲纖維表面結(jié)合上聚苯胺導(dǎo)電薄膜，從而獲得導(dǎo)電性蠶絲纖維；
[0010](3)根據(jù)靜電荷形成和逸散的基本原理，以及織物的導(dǎo)電性與其內(nèi)部導(dǎo)電性纖維分布、含量等因素之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)導(dǎo)電蠶絲混紡紗或復(fù)合紗，并設(shè)計(jì)抗靜電蠶絲機(jī)織物及針織物，優(yōu)化紗線(xiàn)及織物的結(jié)構(gòu)，形成以基于原位聚合法制備的導(dǎo)電蠶絲為原料的高檔抗靜電蠶絲產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)體系。
[0011]本發(fā)明的原理為:聚苯胺是一種共軛結(jié)構(gòu)高分子材料，經(jīng)摻雜后呈現(xiàn)導(dǎo)電性，具有原料價(jià)格低廉、合成簡(jiǎn)單、電導(dǎo)率較高、在空氣中穩(wěn)定性好，具有獨(dú)特的摻雜現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最具有應(yīng)用前景的導(dǎo)電高聚物。原位聚合法制備聚苯胺復(fù)合導(dǎo)電纖維是目前最有應(yīng)用前景的一種導(dǎo)電纖維制備方法，其基本原理是:使導(dǎo)電聚合物單體苯胺在纖維表面氧化聚合并以質(zhì)子酸摻雜形成一層聚苯胺導(dǎo)電薄膜而使纖維獲得導(dǎo)電性能。利用該方法制備的導(dǎo)電纖維為皮芯結(jié)構(gòu)，基質(zhì)纖維的物理機(jī)械性能基本不受影響，且導(dǎo)電效果優(yōu)良持久。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]采用原位聚合法制備導(dǎo)電蠶絲，并進(jìn)行蠶絲的連續(xù)化導(dǎo)電處理，開(kāi)發(fā)導(dǎo)電蠶絲混紡紗、復(fù)合紗，并設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)高附加值的導(dǎo)電蠶絲混紡、交織織物，將克服目前蠶絲織物的靜電問(wèn)題，并可降低導(dǎo)電纖維的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明還可拓展應(yīng)用于蠶絲以外的其他導(dǎo)電性纖維的生產(chǎn)中，有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】:
[0014]本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:它的生產(chǎn)工藝為:對(duì)原絲進(jìn)行等離子體預(yù)處理后，再利用原位聚合法對(duì)蠶絲、超高分子量聚乙烯、芳綸進(jìn)行連續(xù)化導(dǎo)電處理，獲得小批量的天然纖維/聚苯胺和高性能合成纖維/聚苯胺紗線(xiàn)。
[0015]本【具體實(shí)施方式】的具體操作步驟為:(I)以蠶絲纖維為基材，對(duì)其進(jìn)行等離子體預(yù)處理，提高其表面能，以增強(qiáng)對(duì)苯胺單體的吸附能力，并提高聚苯胺導(dǎo)電層的厚度及連續(xù)性，增大蠶絲纖維的電導(dǎo)率，并增強(qiáng)蠶絲纖維對(duì)聚苯胺導(dǎo)電層的機(jī)械鎖結(jié)作用，提高其可加工性和耐用性；
[0016](2)基于原位聚合法，以鹽酸等為摻雜酸，以過(guò)硫酸銨等為氧化劑，使苯胺單體在蠶絲纖維表面氧化聚合，并在鹽酸等的摻雜作用下，使蠶絲纖維表面結(jié)合上聚苯胺導(dǎo)電薄膜，從而獲得導(dǎo)電性蠶絲纖維；
[0017](3)根據(jù)靜電荷形成和逸散的基本原理，以及織物的導(dǎo)電性與其內(nèi)部導(dǎo)電性纖維分布、含量等因素之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)導(dǎo)電蠶絲混紡紗或復(fù)合紗，并設(shè)計(jì)抗靜電蠶絲機(jī)織物及針織物，優(yōu)化紗線(xiàn)及織物的結(jié)構(gòu)，形成以基于原位聚合法制備的導(dǎo)電蠶絲為原料的高檔抗靜電蠶絲產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)體系。
[0018]本【具體實(shí)施方式】主要技術(shù)與性能指標(biāo):
[0019]1、導(dǎo)電蠶絲纖維的電導(dǎo)率達(dá)到10_2_10_3S/cm以上。
[0020]2、導(dǎo)電處理工藝造成的蠶絲纖維的性能損傷不超過(guò)10%。
[0021]3、以導(dǎo)電蠶絲纖維為原料制得的抗靜電織物的靜電壓半衰期達(dá)到A級(jí)水平((2.0S)，20次水洗后能達(dá)到B級(jí)水平((5.0S)。
[0022]本【具體實(shí)施方式】的原理為:聚苯胺是一種共軛結(jié)構(gòu)高分子材料，經(jīng)摻雜后呈現(xiàn)導(dǎo)電性，具有原料價(jià)格低廉、合成簡(jiǎn)單、電導(dǎo)率較高、在空氣中穩(wěn)定性好，具有獨(dú)特的摻雜現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最具有應(yīng)用前景的導(dǎo)電高聚物。原位聚合法制備聚苯胺復(fù)合導(dǎo)電纖維是目前最有應(yīng)用前景的一種導(dǎo)電纖維制備方法，其基本原理是:使導(dǎo)電聚合物單體苯胺在纖維表面氧化聚合并以質(zhì)子酸摻雜形成一層聚苯胺導(dǎo)電薄膜而使纖維獲得導(dǎo)電性能。利用該方法制備的導(dǎo)電纖維為皮芯結(jié)構(gòu)，基質(zhì)纖維的物理機(jī)械性能基本不受影響，且導(dǎo)電效果優(yōu)良持久。
[0023]本【具體實(shí)施方式】具有以下有益效果:
[0024]采用原位聚合法制備導(dǎo)電蠶絲，并進(jìn)行蠶絲的連續(xù)化導(dǎo)電處理，開(kāi)發(fā)導(dǎo)電蠶絲混紡紗、復(fù)合紗，并設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)高附加值的導(dǎo)電蠶絲混紡、交織織物，將克服目前蠶絲織物的靜電問(wèn)題，并可降低導(dǎo)電纖維的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。本【具體實(shí)施方式】還可拓展應(yīng)用于蠶絲以外的其他導(dǎo)電性纖維的生產(chǎn)中，有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【權(quán)利要求】
1.基于原位聚合法開(kāi)發(fā)導(dǎo)電蠶絲纖維產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，其特征在于它的生產(chǎn)工藝為:對(duì)原絲進(jìn)行等離子體預(yù)處理后，再利用原位聚合法對(duì)蠶絲、超高分子量聚乙烯、芳綸進(jìn)行連續(xù)化導(dǎo)電處理，獲得小批量的天然纖維/聚苯胺和高性能合成纖維/聚苯胺紗線(xiàn)。
2.基于原位聚合法開(kāi)發(fā)導(dǎo)電蠶絲纖維產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，其特征在于它的具體操作步驟為:(1)以蠶絲纖維為基材，對(duì)其進(jìn)行等離子體預(yù)處理，提高其表面能，以增強(qiáng)對(duì)苯胺單體的吸附能力，并提高聚苯胺導(dǎo)電層的厚度及連續(xù)性，增大蠶絲纖維的電導(dǎo)率，并增強(qiáng)蠶絲纖維對(duì)聚苯胺導(dǎo)電層的機(jī)械鎖結(jié)作用，提高其可加工性和耐用性； (2)基于原位聚合法，以鹽酸等為摻雜酸，以過(guò)硫酸銨等為氧化劑，使苯胺單體在蠶絲纖維表面氧化聚合，并在鹽酸的摻雜作用下，使蠶絲纖維表面結(jié)合上聚苯胺導(dǎo)電薄膜，從而獲得導(dǎo)電性蠶絲纖維； (3)根據(jù)靜電荷形成和逸散的基本原理，以及織物的導(dǎo)電性與其內(nèi)部導(dǎo)電性纖維分布、含量因素之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)導(dǎo)電蠶絲混紡紗/復(fù)合紗，并設(shè)計(jì)抗靜電蠶絲機(jī)織物及針織物，優(yōu)化紗線(xiàn)及織物的結(jié)構(gòu)，形成以基于原位聚合法制備的導(dǎo)電蠶絲為原料的高檔抗靜電蠶絲產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)體系。
【文檔編號(hào)】D06M14/06GK103757907SQ201310532842
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】?jī)?chǔ)呈平, 孫道權(quán), 劉發(fā)富, 錢(qián)靜, 陳忠立, 潘志娟 申請(qǐng)人:鑫緣繭絲綢集團(tuán)股份有限公司