一种溴乙烷和pva对涤纶纤维的亲水改性方法
【技术领域】：
[0001] 本发明公开了一种溴乙烷和PVA对涤纶纤维的亲水改性方法，属于纺织整理方法
技术领域。
【背景技术】：
[0002] 涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称，是合成纤维中的三大主力纤维之 一。因涤纶线性大分子是对称性苯环结构，线性好且分子链结构立体规整，使得其具有强度 高、弹性好和刚性大等优越的物理机械性能，并对弱酸、碱稳定，具有优良的尺寸稳定性和 良好的耐腐蚀性，是一种较为理想的纺织纤维，但是，涤纶是一种典型的疏水性纤维，其分 子两端仅各有一个羟基，无其它亲水性基团，分子结构呈紧密排列，结晶度高，吸湿性差。在 标准状态下（20°C相对湿度65 % )，涤纶的吸湿率只有0.4 %左右(棉7-8 %，锦纶4 %，腈纶1-2% )，在100%相对湿度的条件下吸湿率也仅为0.6-0.8%。故其吸湿性差、易产生静电、易 沾污，影响其穿着舒适性。
[0003] 赋予涤纶纤维或织物亲水性主要有两种方法:一是纺丝改性:在纤维的纺丝过程 中利用纤维的合成技术对涤纶纤维结构进行改性，使涤纶纤维本身具有亲水性能，从而改 善涤纶的穿用性能;二是整理改性:大多在纤维表面改性，利用涤纶织物后整理技术而达到 改性目的。即在涤纶大分子链上引入亲水基团，使织物表面形成亲水层，从而改变纤维表面 亲水性能。
[0004]纺丝改性是指在合成纤维的过程中使得涤纶纤维具有亲水性能，当今的趋势是使 聚合物分子结构亲水化，或者引入亲水型单体或者经过染整加工后变成亲水性组分的单 体，涤纶结构的异形化、微孔化、复合房子以及接枝聚合改性等已经不同程度的投入工业化 生产中。化学改性的实质是要在涤纶纤维或者织物的表面形成一层亲水性化合物，达到提 高纤维表面亲水性能的目的，可采用的方法主要有亲水性单体的表面接枝聚合，亲水性整 理剂的吸附固着以及纤维表面的一些其他处理。
[0005] 亲水性基团接枝共聚：亲水性单体的表面接枝聚合是在涤纶大分子中引入羟基、 磺酸基、醚键等亲水性基团，从而提高涤纶纤维的吸湿性，接枝共聚主要包括化学接枝和辐 射接枝，辐射接枝优于化学接枝。由于涤纶分子链结构具有紧密的敛集能力和高的结晶度， 并且大分子上面没有活性基团，接枝共聚主要利用引发剂或者高能辐射线、紫外线灯照射， 或者采用等离子体对涤纶纤维表面进行刻蚀处理，使得纤维表面产生游离基，再采用亲水 性单体在游离基上面进行接枝聚合，从而形成吸水性和抗静电性的新表面层，这种方法一 般设备复杂，反应速度难以控制，目前尚未见工业化报道。
[0006] 中国发明专利CN201410165074.0提供了一种PVA对涤纶纤维亲水改性的方法，指 将涤纶纤维采用质量分数为3-10%的氢氧化钠溶液预处理lh，固液比为1:50,经冲洗并干 燥后的涤纶纤维放入盛有质量分数为0.2-3%的PVA溶液的反应容器中，然后对反应容器加 入按体积比3:2:1的乙酸、甲醇、硫酸，乙酸、甲醇、硫酸的体积分数分别为10%，再对反应容 器加入质量分数为25%的GA，GA与PVA的摩尔比为1:4,于50-70°C下机械搅拌反应l_2h，反 应结束后，用水冲洗、干燥。经表征和测定，改性后的涤纶纤维的表面均匀地含有PVA，接触 角为10-60度以下，涤纶纤维的亲水性得到较大的改善且效果稳定，是本发明的最接近现有 技术，但是该技术亲水性能不够优异，同时该方法过程复杂，有机溶剂使用量大，后续操作 污染较为严重，不利于工业化推广。
[0007] 中国发明专利CN201510590085.8公开一种双亲三嗪类单体对涤纶纤维亲水改性 的方法，包括如下步骤:将100质量份的干燥后的PET、1-3质量份干燥后的含有GMA侧基的长 链烷烃扩链剂和0.1-0.5质量份的抗氧剂在高速混合机中混合;将混合均匀好的物料在双 螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，制备改性亲水聚酯粒料;将改性后的亲水聚酯粒料熔融 纺丝，制备出表面含有GMA基团和少量羟基的改性涤纶纤维;将预反应后的涤纶纤维放入配 制好的双亲三嗪类单体反应溶液中，在微波条件下进行接枝反应，即制备得到强亲水的涤 纶纤维。该方法采用微波法使接枝反应速度比常规方法迅速且效率高，微波穿透能力强，达 到准确的温度和反应过程控制效果，但是该方法操作复杂，不利于工业化成产。
【发明内容】
：
[0008] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种操作简便，反应速度和反应温 度易于控制，有机溶剂添加量少，低毒低污染低排放，后续操作简便，利于工业化成产推广 的涤纶纤维亲水改性的方法。
[0009] 本发明提供如下技术方案：
[0010] 一种溴乙烷和PVA对涤纶纤维的亲水改性方法，将涤纶纤维中添加质量分数为6-8%的氢氧化钠溶液，在60-65°C温度条件下搅拌预处理2-2.5h，机械搅拌速度为100-150 转/分钟，涤纶纤维和氢氧化钠溶液的固液比为1:30-40,预处理结束后用水冲洗，低温烘 干；
[0011] 将低温烘干后的涤纶纤维中加入溴乙烷溶液，搅拌加热，机械搅拌速度为100-150 转/分钟，加热温度为30_35°C，反应时间2-3h，涤纶纤维和溴乙烷溶液的固液比为1:20-30， 反应结束后沥干；
[0012] 再将沥干后的涤纶纤维加入质量分数为4-5.5%的PVA溶液，搅拌加热，机械搅拌 速度为200-250转/分钟，加热温度为50-60°C，反应时间5-7h，涤纶纤维和PVA溶液的固液比 为1:50-60，反应结束后冷水冲洗并在70°C条件下干燥，即制得亲水改性后的涤纶纤维。
[0013] 优选的，将低温烘干后的涤纶纤维中加入溴乙烷溶液过程中，添加涤纶纤维干重 0.01 -0.02 %的吡啶对甲苯磺酸盐固体，搅拌加热。
[0014] 优选的，所述吡啶对甲苯磺酸为分析纯试剂，有效成分含量2 99%。
[0015] 优选的，将涤纶纤维中添加质量分数为7%的氢氧化钠溶液，在60°C温度条件下搅 拌预处理2.5h，机械搅拌速度为100转/分钟，涤纶纤维和氢氧化钠溶液的固液比为1:30。
[0016] 优选的，将低温烘干后的涤纶纤维中加入溴乙烷溶液，搅拌加热，机械搅拌速度为 100-120转/分钟，加热温度为35°C，反应时间2.5-3h，涤纶纤维和溴乙烷溶液的固液比为1: 20-25〇
[0017]优选的，将干燥后的涤纶纤维加入质量分数为4.5-5.5 %的PVA溶液，搅拌加热，机 械搅拌速度为220-250转/分钟，加热温度为55-60°C，反应时6-7h，涤纶纤维和PVA溶液的固 液比为1:5〇-55，反应结束后冷水冲洗并在7〇1条件下干燥。
[0018] 优选的，所述PVA的醇解度为87 · 0-89 · 0 %，粘度为4 · 5-6 · Ompa · s，挥发组分含量< 5.0%，灰分含量<0.5%，pH值为5-7,纯度2 93.5%。
[0019] 溴乙烷(化学式:C2H5Br)又名乙基溴，是一种卤代烃，缩写为EtBr，性状:无色油状 液体，有类似乙醚的气味和灼烧味，露置空气或见光逐渐变为黄色，易挥发，能与乙醇、乙 醚、氯仿和多数有机溶剂混溶。是有机合成的重要原料;农业上用作仓储谷物、仓库及房舍 等的熏蒸杀虫剂;溴乙烷是通过溴化钾与冷冻的硫酸和乙醇反应而成。常用于汽油的乙基 化，冷冻剂和麻醉剂，化工生产工人和熏蒸工都可接触不同浓度的溴乙烷。本发明将涤纶纤 维用氢氧化钠预处理后采用溴乙烷处理，利用溴乙烷促进原色的改性，促进PVA对涤纶纤维 的接枝反应，提高反应效率，并且沥干后可回收重复利用，提高有机溶剂的使用效率，具有 较高的经济效益。
[0020] PVA是聚乙烯醇的简称，白色片状、絮状或粉末状固体，它是一种极安全的高分子 有机物，对人体无毒，无副作用，具有良好的生物相容性，尤其在医疗中的如其水性凝胶在 眼科、伤口敷料和人工关节方面的有广泛应用，同时在聚乙烯醇薄膜在药用膜，人工肾膜等 方面也有使用。其安全性可以从用于伤口皮肤修复，和眼部滴眼液产品可见一斑。其中一些 型号也常被用在化妆品中的面膜、洁面膏、化妆水及乳液中，是一种常用的安全性成膜剂。 本发明采用PVA对涤纶纤维的