氮丙啶化合物抑制Lyocell纤维原纤化.docx

氮丙啶化合物抑制 Lyocell 纤维原纤化祁兴超 1， 氮丙啶化合物抑制 Lyocell 纤维原纤化 祁兴超 1，郑 洋 1，封亚培 2，杨晓星 2，晏 雄 1* [1. 纺织面料技术教育重点实验室，东华大学纺织学院，上海 201620； 2. 上海纺织 （集团） 有限公司，上海 200336] Lyocell 纤维从开始生产至今，已经形成了完 善的工业生产体系和加工体系，其优良性能已被人 们所认可。国内里奥 Lyocell 纤维公司也从试验性 生产过渡到了工业化生产。随着 Lyocell 纤维应用 的增多，其纤维性能上的原纤化缺陷越来越受到人 们的重视。原纤化的主要特征表现为纤维可以沿纵 向将更细的微细纤维剥离出来，这是原纤构造的纤 维所特有的一种结构特征。现在普遍认为原纤化的 成因是巨原纤间的横向结合力—氢键结合力较 弱，在水分进入纤维内部时，氢键断裂，由于机械 作用皮芯结构的 Lyocell 纤维外层被破坏，芯层巨 原纤逐渐剥离出纤维主体所致。 一般控制原纤化的方法，从增加横向结合力 入手。引入交联剂的方法就可以增加横向结合力。 包括现在奥地利兰精公司所用的交联剂 1,3,5-三丙 烯酰胺六氢化均三嗪 (TAHT) 和后道整理用的交联 剂 AE4425 等都是根据此原理。但是 TAHT 交联剂 存在一些缺点，比如耐碱性差、溶解温度高、在线 交联条件苛刻、所用催化剂有污染、价格昂贵等； 而 AE4425 用于后道加工，绳状染色加入进行预处 理，交联效果不如在线交联效果好 [1]。所以继续探 索开发新的在线交联剂一直是 Lyocell 纤维的研究 热点。本文采用含有氮丙啶的双官能团交联剂，对 Lyocell 纤维实现在线交联，并分析了其交联效果。 1 试验 1．1 材料和测试仪器设备 未干燥过的竹浆 Lyocell 纤维，上海纺织控股 集团里奥公司提供，规格为 1.56 dtex；氮丙啶化合 物交联剂， 丹东恒星精细化工有限公司提供； TAHT 交联剂，东华大学材料学院提供；浸润剂， 非离子型 JFC，克莱恩公司提供。 超级恒温水浴锅，上海森信实验仪器有限公 司；烘箱，101A-2 型，220 V，功率 2 kW，鼓风 机 30 W；红外光谱，美国 NICOLET 公司生产的傅 里叶变换红外光谱仪；光学显微镜，科研型生物显 微镜 KWL500 LT，总放大倍数 40~1 000 倍；微波 炉，美的微波炉 PJ21C-BF，输出功率 800 W；超 声波发生器，JACA-4020，韩国 KODO 厂家生产。 1.2 交联剂的合成和工艺 1.2.1 交联剂的合成原理 C2H5N 是一种含氮的三元环化合物 [2]，又称为 乙撑亚胺、亚甲基亚胺、丙啶等，是一种反应能力 很强的三元环化合物。它可与带有多种官能团的化 合物反应，主要有开环反应和仲胺基的反应。经开 收稿日期：2011-04-26 修回日期：2011-06-03 作者简介：祁兴超 （1986—），男，汉族，东华大学 09 级硕士研究 生，主要从事高性能纤维研究。 * 通讯联系人 摘 要：针对 Lyocell 纤维出现的原纤化问题，尝试用氮丙啶基化合物作为 Lyocell 纤维的交联剂抑制原 纤化趋势，试验证明有比较好的抗原纤化能力，并适合在线交联。经过摩擦试验等证明氮丙啶化合物能 起到较好的交联作用，提高湿摩擦时间，并且对 Lyocell 纤维原有的力学性能影响不大。 关键词：氮丙啶；Lyocell；原纤化；交联剂 中图分类号：TQ340.6 文献标识码：A 文章编号：1001-7054 （2011） 06-0015-04 图 1 湿摩擦试验示意图16 合成纤维 S ynthe tic Fibe r in China 201 图 1 湿摩擦试验示意图 16 合成纤维 S ynthe tic Fibe r in China 2011 年第 40 卷第 6 期 环聚合或共聚可得到反应性高分子化合物。该聚合 物在造纸工业、橡胶工业、医药工业、化妆品工业 均有应用。在纺织工业中，它可用作棉纺织品的阻 燃剂、织物的防水剂、羊毛的防缩剂、天然纤维的 抗皱整理剂等。另外，还可用于絮凝沉降剂、树脂 固化剂、交联剂等。 交联剂合成原理： （1） 甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷反应生成 中间体 [3]： 抗原纤化能力就越好。 本文采用的湿摩擦试验装置是东华大学材料 学院 Lyocell 纤维研究室的摩擦试验机 （图 1）。磨 辊被润湿的全棉府绸布所包覆，被测 Lyocell 纤维 束在一定外加负荷作用下与磨辊的接触方式如图 1 所示。测试时，Lyocell 纤维和棉布在去离子水中 充分浸泡 24 h 后使用。控制磨辊转速为 8.0 m/min。 测试磨辊开始转动