共混法制备酸性可染聚丙烯腈和其性能研究.pdfVIP

高分子材料科学与工程研讨会 共混法制备酸性可染聚丙烯腈及其性能研究 王雅珍杜淑平 (齐齐哈尔大学化工学院材料系， 黑龙江齐齐哈尔161006) 酸性可染聚丙烯腈是腈纶开发的早期品种之一．作为一个特殊品种进入市场，它与天然纤 维混纺后，可同浴染色，产品色彩均匀，染色工艺流程缩短，降低了染色成本“’。 国外曾以乙烯基吡啶与丙烯腈单体共聚制备酸性可染的聚丙烯腈，但成本偏高注”。国内曾 报道共聚法制备酸性可染腈纶“卅．共混法是将能接受染料的添加物与聚丙烯腈物理混合，经 湿法纺丝得到酸性可染聚丙烯腈纤维。共混法在技术上比接枝、共聚以及化学处理纤维要容 易得多，在经济上也更可行，对纤维的物理机械性能的影响也小。 聚丙烯腈与含有碱性基团的TAM均聚物共混改性生产酸性可染腈纶纤维。TAM单体的均聚采 用反相悬浮聚合，其均聚物与聚丙烯腈以不同比例共混后，进行湿法纺丝。共混纤维用酸性染 料染色，测定上染率。 聚丙烯腈加入少量PTAM后，可降低聚丙烯腈纤维的结晶度和结构规整性，无定形区的增大‘ 使染料分子的可及区扩充，有助于染料分子向纤维内部扩散；同时，PTAM提供了碱性基团， 有助于酸性染料的染色。因此，PTAM的加入有效地改善了’聚丙烯腈纤维的染色性能。从图l中 可看出，随着共混物含量的增加，上染率大幅度提高，几乎是随着季铵盐均聚物的引入量而 成线性上升的。 ∞C相■h噼 ％ tt基 ‘ 姒 l 拿睨 ¨8 mo+c i90 熹髓 叫赫 ¨ 艘 O 2 ● 6 0 10 12 釉 棚 神 m-百分台量∞ 黻，P 图1．共混纤维上染率曲线 图2PAN及PAN／PTAM共混物的DSC图谱 刍一 l：PAN2：PTAM：5％3：PTAM-10％ 图2显示每一种共混体系基本上只有一个玻璃化温 度(Tg)，表明PAN、PTAM这两种聚合物的良好的混容 性。随着PTAM含量的增加，PAN大分子之间的键合获得舒 解的温度降低，且吸热峰的温度范围加宽。纤维结构均 匀性变差。表明共混纤维的侧序分布有所降低，无定形 区增大，有利于上染率的提高。 通过X衍射强度曲线，共混纤维的结晶度要比纯聚 丙烯腈的结晶度有所下降，主要是由于加入低聚态高聚 物PTAM,使纤维结构中非晶区含量相对增加所引起的。 2●(‘ 图3PAN及PAN／PTAM纤维X衍射强度曲线 在2 0=28．9。(101面)处均存在 o=16．64(100面)和2 明显的衍射峰，在这两个衍射峰之间还存在着一个较 1．PAN2．PAN／PTAll共混纤维 宽的漫反射区，表明无序相存在整个结构之中。在X射 高分子材料科学与工程研讨会 线衍射强度曲线上观察不到有新的特征峰出现，说明在这两种高聚物的共混体系中没有新的 结品或高序结构形成。 对共混纤维进行物理机械性能测试，数据列于表1。在相同纺丝条件下，随着PTAM含量的 增加，断裂强度相应降低。这是因为PT／Ud添加量的增加使得聚丙烯腈大分子的排列规整性遭 到破坏，分子的取向度随之减小，导致强度降低，同时在拉伸过