一種滌綸纖維溶解制膜的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于滌綸纖維溶解技術領域，特別涉及一種制備方法簡單、快速、有效的滌綸纖維溶解制膜的方法及其應用。
【背景技術】
[0002]滌綸是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維的商品名稱，于1953年開始工業化，是大品種合成纖維中發展較晚的一種纖維，但由于其良好的強度、耐皺性、耐磨性和熱穩定性，加上隨著石油化學工業的迅速發展，滌綸已成為合成纖維中發展速度最快，產量最高的一種重要品種，在服裝、家紡、裝飾、產業用等領域被廣泛應用。
[0003]然而，滌綸纖維也存在吸濕性差、染色困難、抗靜電性不好、易沾污、抗起毛起球性差等缺點。為滿足市場需求，克服當前不利因素，滌綸產業正面臨著由常規滌綸向功能化、差別化轉型升級的機遇和挑戰。通過采用物理或化學改性方法得到的改性滌綸纖維，不僅能夠克服其本身不足，而且根據需求賦予了其多種功能性。物理改性方法:主要在滌綸的生產過程中進行物理共混改性；化學改性方法:運用化學接枝或嵌段的方法改變滌綸的分子鏈結構，改善滌綸的服用性能。通過改性方法賦予滌綸纖維優越的功能化、差異化性能，使其具有更加廣闊的應用前景，也必將極大的推動滌綸纖維產業的發展。
[0004]對改性滌綸纖維進行表征檢測是必不可少的一步，驗證其是否確實具有高性能化、差異化、功能化的特性，因此就需要運用各種測試分析技術，包括改性滌綸纖維結構鑒定、形態與形貌表征、分子量研究、親水性測試等。而上述測試分析技術很多是不能直接用絲狀纖維去測試的，如測試其是否引入功能性官能團或測試其親水性能時，一般不能直接用纖維絲束去測試，需要把試樣制成薄膜。但是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是由對苯二甲酸乙二醇酯發生脫水縮合反應而來，其分子為高度對稱芳環結構，線性好且分子鏈結構立體規整，具有高取向性和高結晶度，使試劑對滌綸纖維的可及度低，一般有機和無機溶劑難以溶解滌綸纖維或者能溶解的試劑也會破壞其分子結構，這就阻礙了對改性滌綸纖維的分析測試，限制了滌綸纖維產業的進一步發展。
[0005]針對目前改性滌綸纖維溶解制膜方面的不足，本發明采用六氟異丙醇對改性滌綸纖維的溶解和成膜工藝進行探討，提供一種簡單、快速、有效的改性滌綸纖維溶解制膜的方法。六氟異丙醇，化學式為CF3CH0HCF3，簡稱為HFIP，分子量168.0386，熔點-4.2°C，沸點59.1°C，密度1.596g/cm3，水溶性彡10g/100mL (20°C )。HFIP具有強極性，可與水和許多有機試劑互溶，耐熱且允許紫外線通過，這些特性使它成為許多極性聚合物的理想溶劑。因此HFIP可將結晶性聚合物(如滌綸和尼龍)溶解，而且對滌綸纖維結構的破壞遠小于其他溶劑，保留其結構的完整性。并且由于HFIP的沸點低(58°C )，該溶劑蒸發成膜時能源消耗也足夠少。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種制備方法簡單、快速、有效的改性滌綸纖維溶解制膜的方法。主要是采用六氟異丙醇溶劑溶解改性滌綸纖維，然后將溶液倒入玻璃器皿中，放在紅外干燥燈下蒸發成膜，得到檢測所需的試樣膜。
[0007]為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現:所述的一種滌綸纖維溶解制膜的方法，包括如下步驟:
1)將能溶解在HFIP溶液中的改性滌綸纖維剪碎后浸入到HFIP溶液中，室溫下先進行超聲波分散，再進行磁力攪拌，使改性滌綸纖維溶解在HFIP溶液中，得到改性滌綸纖維溶解液，所述溶解液在燈光下觀察，當溶液透明并且沒有肉眼可見的滌綸纖維絲存在時，說明改性滌綸纖維完全溶解；
2)根據所需膜的厚度和所盛器皿的面積來確定所需改性滌綸纖維溶解液的量，將所需改性滌綸纖維溶解液的量倒入玻璃器皿中；
3)將盛在玻璃器皿中的步驟2)的改性滌綸纖維溶解液放在紅外干燥燈下蒸發烘干，其與紅外干燥燈的距離為5~50cm ;并且烘干過程中隨著改性滌綸纖維溶解液因烘干蒸發而濃度越來越大，則將其逐漸遠離紅外干燥燈，等完全烘干后即可獲得表面平整、膜厚均勻的膜。
[0008]所述HFIP溶液的質量分數為10~50%，超聲波的頻率為25~130KHZ，超聲波功率為80~600W，超聲波分散時間為3~10min，磁力攪拌時間為5~30min。
[0009]所述步驟2)的成膜所添加的改性滌綸纖維溶解液實際重量是其理論計算量的105-110%o
[0010]所述紅外干燥燈波長為0.78~4um,功率為100~300W。
[0011 ] 所述能溶解在HFIP溶液中的改性滌綸纖維采用GMA側基的長鏈烷烴擴鏈劑改性的滌綸纖維，其由下述方法制備而成，所述制備方法包括如下步驟:
1)將PET和含有GMA側基的長鏈烷烴擴鏈劑干燥；
2)將步驟I)100質量份的干燥后的PET、1-3質量份干燥后的含有GMA側基的長鏈烷烴擴鏈劑和0.1-0.5質量份的抗氧劑在高速混合機中混合5-10min ;
3)將步驟2)混合均勻好的物料在雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒，制備改性親水聚酯粒料；其中雙螺桿擠出機各段反應溫度分別為170、210、230、240、250、260、260、260、260°C，模頭溫度為255°C，主機轉速160r/min ；
4)將經過步驟3)改性后的親水聚酯粒料熔融紡絲，制備出表面含有GMA基團和少量羥基的改性滌綸纖維，改性滌綸纖維呈現弱親水性；熔融紡絲步驟的熔融紡絲溫度為250-3000C，紡絲速度為800~3000m/min，拉伸溫度為60~90°C，總拉伸倍率為3~5倍。
[0012]所述能溶解在HFIP溶液中的改性滌綸纖維采用雙親三嗪類單體親水改性的滌綸纖維，其由下述方法制備而成，所述制備方法包括如下步驟:
1)將PET和含有GMA側基的長鏈烷烴擴鏈劑干燥；
2)將步驟I)100質量份的干燥后的PET、1-3質量份干燥后的含有GMA側基的長鏈烷烴擴鏈劑和0.1-0.5質量份的抗氧劑在高速混合機中混合5-10min ;
3)將步驟2)混合均勻好的物料在雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒，制備改性親水聚酯粒料；其中雙螺桿擠出機各段反應溫度分別為170、210、230、240、250、260、260、260、260°C，模頭溫度為255°C，主機轉速160r/min ；
4)將經過步驟3)改性后的親水聚酯粒料熔融紡絲，制備出表面含有GMA基團和少量羥基的改性滌綸纖維，改性滌綸纖維呈現弱親水性；熔融紡絲步驟的熔融紡絲溫度為250-3000C，紡絲速度為800~3000m/min，拉伸溫度為60~90°C，總拉伸倍率為3~5倍；
5)將步驟4)紡出的改性滌綸纖維浸入DCP引發劑溶液中，在微波條件下預反應20~30min，預反應溫度為60~80°C，微波功率為300~500W ；
6)將步驟5)預反應后的滌綸纖維放入配制好的雙親三嗪類單體反應溶液中，在微波條件下進行接枝反應，一段時間后，取出，水洗，在烘箱中烘干至恒重，即制備得到強親水的滌綸纖維；所述雙親三嗪類單體溶液的質量分數為5~30%，反應溫度為90~110°C，接枝反應時間為60~90min，微波功率為300~500W。
[0013]所述改性滌綸纖維用的改性劑采用HY-3525G或雙親三嗪類單體。
[0014]本發明上述的方法制得的滌綸纖維溶解制膜。
[0015]具體地說，本發明所述的一種滌綸纖維溶解制膜的方法，包括如下步驟:(I)將一定量的改性滌綸纖維剪碎后浸入到一定濃度的HFIP溶液中，室溫下先進行超聲波分散，再進行磁力攪拌，使改性滌綸纖維溶解在HFIP溶液中，得到改性滌綸纖維溶解液。溶解液在燈光下觀察，溶液透明并且沒有肉眼可見的滌綸纖維絲存在，可以認為改性滌綸纖維完全溶解。本步驟所述HFIP溶液的質量分數為10~50%，超聲波的頻率為25~130KHZ，超聲波功率為80~600W，超聲波分散時間為3~10min，磁力攪拌時間為5~30min。
[0016](2)根據所需膜的厚度和所盛器皿的面積來計算所需改