远红外锦纶6纤维的中试试验及新型添加剂的研究

【摘要】锦纶6纤维由于在柔韧性、耐磨性、耐碱性、吸湿性、弹性回复性率、及轻量性等方面均优于聚酯等其它纤维,因此在高档内衣、丝袜、户外服装方面应用很多,开发具有保暖保健功能的远红外锦纶纤维,具有广阔的市场前景和巨大的应用价值。本论文采用市售Mg-AlLDHs作为中试试验原料,于500℃煅烧4h制备了Mg-Al复合金属氧化物(MMO),并采用Si02纳米粒子及Zr02纳米晶粒与其进行复配,制备了新型远红外添加剂。重点针对远红外添加剂的加工工艺进行了深入研究。分别通过湿法加工工艺和干法加工工艺对Mg-AlMMO、SiO2纳米粒子及Zr02纳米晶粒复配后的混合粉体进行研磨混合并改性。通过两种不同的加工工艺获得了远红外添加剂。采用纳米粒度分析仪、视频光学接触角测量仪、EDS等,对混合研磨、改性后的粉体进行了表征。数据显示,经干法加工工艺制备的远红外粉体粒径主要分布在480nm左右,分布较窄；经湿法加工工艺加工的粉体粒径主要分布在300nm左右,分布窄。湿法加工工艺比干法加工工艺具有更好的混合均一度。粉体经表面改性后对水接触角分别为：湿法工艺63.9°、干法工艺54.8°。将两种工艺下的添加剂与锦纶6切片熔融共混造粒,在复合纺丝机上纺制了远红外纤维,并经热牵伸、加弹后织造了远红外袜筒织物。在3.3、3.5、3.7三个倍数下进行热牵伸后,湿法加工工艺下的远红外纤维较纯的锦纶6纤维断裂强度下降8.6-16.7%；干法加工工艺下的远红外纤维较纯的锦纶6纤维断裂强度下降14.3-25.0%。针对目前远红外纺织品性能测试中存在的问题,结合实际生产及测试中的经验,本论文提出了改进措施,构建了一种纺织品远红外测定装置。该装置结构简单、操作简便,而且精确、快速、便携,易于在生产上推广使用。将其用于中试试验中织造的远红外锦纶6袜筒织物红外温升性能测试,结果表明,远红外织物比纯的锦纶6织物温升速率高,并且在辐照6mmin后,织物温度高出2℃左右。为了进一步提高红外发射性能,本论文还对以纳米Ti02为主体,含有SiC纳米晶,并以Si02纳米粒子及Zr02纳米晶粒复配后的新型远红外添加剂进行了研究。以松油醇为溶剂,采用刮涂法制膜,运用自主搭建的红外温升性能测试装置进行了测试,发现含有SiC的粉体配方IRP-4(TiO2:SiO2:ZrO2:SiC=6:2:2:1和IRP-3(TiO2:SiO2:ZrO2:SiC=6:2:2:1)红外温升性能最优异,比其他配方高出5℃左右。运用湿法加工工艺对该复合粉体进行研磨混合改性后,经熔融共混、挤出造粒制备了远红外树脂,并经熔法纺丝制备了远红外添加剂含量分别为1wt.%和2wt.%的远红外纤维,纺丝过程稳定性和连续性良好,无飘丝、断丝现象。经复丝强度仪测试发现,3.3牵伸倍数下的纤维,添加剂含量为1wt.%和2wt.%的远红外纤维断裂强度比纯的锦纶6纤维分别提高了8.6%和5.7%。采用织袜机将得到的远红外纤维织造成织物,运用自主搭建的远红外温升性能测试平台对其进行了测试,结果表明含添加剂IRP-42wt.％和1wt.%的远红外纤维织物温升速率更快,辐照6min后,远红外织物温度分别高出纯的锦纶6织物3℃和2℃。
【作者】郭洋；
【导师】李耀刚；
【作者基本信息】东华大学，材料工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】锦纶6；远红外；纳米粉体；湿法工艺；干法工艺；

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