功能高分子改性制備動物毛發(fā)復合纖維的方法及采用該方法制備的復合毛發(fā)纖維與織物技術(shù)

功能高分子改性制備動物毛發(fā)復合纖維的方法及采用該方法制備的復合毛發(fā)纖維與織物，其特征是所述方法由以下步驟組成：(1)原位吸附，將作為原料的動物毛發(fā)纖維充分浸泡在苯胺溶液中至苯胺在動物毛發(fā)纖維原位達到吸附平衡；(2)原位聚合，將摻雜酸加入到步驟(1)的浸泡體系中，調(diào)節(jié)苯胺溶液pH值為1～6，再將引發(fā)劑逐滴加入引發(fā)聚合。

Method for preparing animal hair composite fiber by functional polymer modification and composite hair fiber and fabric prepared by the method

Hair fiber composite functional polymer modified preparation of animal hair fiber and the preparation method and fabric, which is characterized in that the method comprises the following steps: (1) in situ adsorption, as animal hair fibers fully immersed in aniline solution to aniline in situ to animal hair fiber adsorption equilibrium; (2) in situ polymerization, doping acid is added to the step (1) immersion system, regulation of aniline solution pH value of 1 to 6, and then added dropwise polymerization initiator.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
功能高分子改性制備動物毛發(fā)復合纖維的方法及采用該方法制備的復合毛發(fā)纖維與織物
本專利技術(shù)涉及一種基于導電高分子材料的防靜電復合動物毛發(fā)纖維及其制備方法。
技術(shù)介紹
羊毛是一種性能優(yōu)異的動物毛發(fā)纖維，是紡織產(chǎn)品中應(yīng)用最多的動物毛發(fā)纖維。具有優(yōu)秀的保暖性、高吸水性、耐用性、耐洗性，并且毛質(zhì)柔軟、彈性好、不宜打皺，是衣服面料中最優(yōu)秀的織物。同時具有優(yōu)越的電氣絕緣性能，但因其絕緣性好，易產(chǎn)生靜電，此在日常工業(yè)生產(chǎn)及生活中也帶來很多麻煩，甚至災(zāi)難。近些年來隨著便攜式電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展，對織物的防靜電和電磁屏蔽性能提出了更高的要求。因此改變羊毛材料的絕緣性，具有重要的現(xiàn)實意義。為了使常規(guī)的動物毛發(fā)纖維具有抗靜電性，可以采用導電高分子材料來提高其導電性。與其他的導電高分子相比，聚苯胺具有單體原料易得到，合成工藝簡單，摻雜現(xiàn)象獨特，電導率較高，在空氣中具有良好的穩(wěn)定性等優(yōu)點，是目前最有前途的導電高分子之一。但是因為聚苯胺分子鏈的共軛結(jié)構(gòu)以及分子鏈間強烈的相互作用力導致該材料難于吸附到其他纖維材料上。中國專利申請CN201510483999.4公開了一種聚苯胺/滌綸復合纖維的制備技術(shù)，該工藝雖然可以得到復合導電纖維，但首先工藝較為復雜。先將滌綸短纖維采用熱堿液進行堿減量處理，再經(jīng)過酸中和處理并水洗干燥后浸于苯胺純?nèi)芤海俳?jīng)過機械擠壓浸于氧化劑和摻雜酸的混合液中氧化聚合，水洗烘干得到聚苯胺/化纖復合導電纖維。中國專利CN2014102411925公開了一種聚苯胺/芳綸復合纖維的制備技術(shù)，采用堿對芳綸進行處理后，再對其進行浸漬-表面聚合，得到復合纖維。中國專利CN201310532842.7公開了一種基于原位聚合法的導電蠶絲纖維產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，采用等離子預(yù)處理后再進行原位聚合得到聚苯胺復合導電纖維。綜上，現(xiàn)有的對纖維材料進行聚苯胺原位聚合的方法，均需在制備前對纖維材料進行表面處理，使其表面或部分水解或形成凹痕缺陷，以增加聚苯胺在纖維表面的附著力，但經(jīng)過試驗表明，采用上述方法對羊毛等動物毛發(fā)纖維進行處理時并不能使其在后續(xù)的聚苯胺原位聚合工藝中產(chǎn)生較好的效果。因此提供一種適用于對羊毛等動物毛發(fā)纖維進行原位聚苯胺聚合的方法，并得到一種高質(zhì)量的聚苯胺改性復合動物毛發(fā)纖維及織物成為現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在研究中我們驚奇的發(fā)現(xiàn)，通過優(yōu)選苯胺的原位聚合工藝，可以在不進行表面處理的情況下得到一種高質(zhì)量的聚苯胺/動物毛發(fā)復合纖維。既能有效地提高羊毛制品的導電性、且符合纖維的聚苯胺導電成分還具有較高的的耐磨性和耐久性。為解決前述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用了以下技術(shù)方案,提供了功能高分子改性制備動物毛發(fā)復合纖維的方法，其特征是所述方法由以下步驟組成：(1)原位吸附，將作為原料的動物毛發(fā)纖維充分浸泡在苯胺溶液中至苯胺在動物毛發(fā)纖維原位達到吸附平衡；(2)原位聚合，將摻雜酸加入到步驟(1)的浸泡體系中，調(diào)節(jié)苯胺溶液pH值為1～6，再將引發(fā)劑逐滴加入引發(fā)聚合。所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、氯化鐵、重鉻酸鉀、過氧化氫中的至少一種。苯胺與引發(fā)劑的物質(zhì)的量比為優(yōu)選為1:1。苯胺溶液優(yōu)選為苯胺的飽和水溶液。所述的摻雜酸為鹽酸、硫酸、硝酸、甲酸、乙酸、草酸、對甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、馬來酸、酒石酸、富馬酸、檸檬酸、琥珀酸及其它質(zhì)子酸中的至少一種，優(yōu)選十二烷基苯磺酸、對甲苯磺酸及硫酸中的一種，更優(yōu)選對甲苯磺酸或硫酸。所述的引發(fā)劑逐滴加入的引發(fā)時間為0.5～2小時，引發(fā)劑加入后的聚合反應(yīng)時間為2～36小時。所述的方法，其特征是作為原料的動物毛發(fā)纖維已制備成為紗、線或織物。所述動物毛發(fā)纖維的選自羊毛/絨、駝毛/絨、牛絨、兔毛/絨。優(yōu)選為羊毛，所述羊毛優(yōu)選為將原毛經(jīng)過前處理后得到的羊毛纖維。本專利技術(shù)還提供了一種采用所述功能高分子改性制備動物毛發(fā)復合纖維的方法制備的復合動物毛發(fā)纖維及由所述的復合動物毛發(fā)纖維制成的紗、線或織物。本專利技術(shù)的有益效果：(1)本專利技術(shù)提供的制備方法，工藝簡單，條件溫和，易實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。(2)采用本專利技術(shù)制備方法制備的復合動物毛發(fā)纖維，能夠在羊毛等動物毛發(fā)纖維上原位復合聚苯胺，如圖1所示，采用本專利技術(shù)提供的制備方法能夠保證聚苯胺分散均勻且緊密包覆在羊毛纖維表面，得到的復合纖維耐磨與耐洗性能優(yōu)越，經(jīng)水洗測試和耐磨性測試均不掉色，且作為抗靜電性能指標的電導率在水洗后衰減較小，在耐磨性測試后無明顯衰減。尤其是當優(yōu)選了摻雜酸后，其耐磨與耐洗性能更為突出。(3)可通過改變吸附的苯胺單體的量或采用質(zhì)子酸摻雜在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)該復合纖維的電導率；結(jié)合了羊毛和聚苯胺優(yōu)良性質(zhì)，解決了羊毛制品的靜電危害，可以得到不同抗靜電性能的羊毛制品。(4)復合動物毛發(fā)纖維可通過浸泡在堿性溶液中進行脫摻雜使其恢復絕緣性，而且其摻雜和脫摻雜過程是可逆的，也就是說，該復合纖維可以在酸性溶液浸泡和堿性溶液浸泡中來回地恢復或去除其導電效果，對應(yīng)的復合纖維的顏色在綠色和藍色之間發(fā)生轉(zhuǎn)換。(5)根據(jù)該復合纖維及其制品對酸堿環(huán)境的敏感性，可相應(yīng)制備環(huán)境敏感性衣物。附圖說明：圖1為實施例4提供的羊毛線處理前后的掃描電子顯微鏡照片對比圖；圖2為采用實施例4處理工藝對普通羊毛手套進行處理前后的對比效果圖。具體實施方式：本具體實施方式提供功能高分子改性制備動物毛發(fā)復合纖維的方法，作為原料的動物毛發(fā)纖維為經(jīng)過前處理的羊毛纖維或未經(jīng)染色的羊毛線，所述方法由以下步驟組成：(1)原位吸附將經(jīng)過去離子水及無水乙醇清洗并烘干的原料放入苯胺的飽和水溶液中浸泡吸附2～3小時，使苯胺在羊毛纖維原位達到吸附平衡。根據(jù)不同的苯胺占原料的質(zhì)量百分比(苯胺/原料wt.％)調(diào)節(jié)苯胺溶液的加入量。(2)原位聚合加摻雜酸調(diào)pH值為1～6，逐滴加入引發(fā)劑，苯胺與引發(fā)劑的物質(zhì)的量之比為A，引發(fā)劑逐滴加入的引發(fā)時間為t1，引發(fā)劑加入后的聚合反應(yīng)時間為t2，反應(yīng)溫度為T，反應(yīng)完成后再用去離子水和乙醇的混合溶液反復水洗，自然晾干，就得到聚苯胺/羊毛復合纖維實施例1～5(羊毛纖維為經(jīng)過經(jīng)過前處理的羊毛纖維，羊毛線為未經(jīng)染色的羊毛線)實施例4提供的羊毛線處理前后的掃描電子顯微鏡照片對比圖如圖1所示，未處理羊毛線照片為圖1(a)，處理后羊毛線照片如圖1(b)。采用實施例4的中的處理方法，對現(xiàn)有的普通羊毛手套進行處理前后的效果對比圖如圖2所示。圖2中，(a)為普通毛線手套；(b)為經(jīng)功能高分子改性后抗靜電手套(插入圖為光學顯微鏡照片)；(c)為對(b)中所示的抗靜電手套經(jīng)堿液脫摻雜后的效果圖。從圖2中所示個狀態(tài)下的羊毛手套進行檢測后可以得出，因?qū)щ姂B(tài)的聚苯胺呈墨綠色，在功能高分子改性后羊毛纖維及織品呈墨綠色時抗靜電效果最佳。性能與技術(shù)指標檢測將經(jīng)過實施例1～5方法處理得到的羊毛纖維或羊毛線和分別連續(xù)洗滌10次、50次、100次,參見GB12014一89。然后在20℃、濕度40％情況下采用四探針法測試樣品的電導率。檢測結(jié)果表明經(jīng)過實施例1～5方法處理得到的羊毛纖維或羊毛線的電導率均顯著提高，且表現(xiàn)出較佳的耐水洗性能，其中實施例1、3、4方法處理的原料其電導率較高，表現(xiàn)出更好的抗靜電性能，而采用實施例1、3方法處理的原料，在抗靜電性能更好的同時，進過多次水洗后電導率的衰減較低，表現(xiàn)出了更好的耐水洗性能。耐磨性測試將經(jīng)過實施本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
功能高分子改性制備動物毛發(fā)復合纖維的方法，其特征是所述方法由以下步驟組成：(1)原位吸附，將作為原料的動物毛發(fā)纖維充分浸泡在苯胺溶液中至苯胺在動物毛發(fā)纖維原位達到吸附平衡；(2)原位聚合，將摻雜酸加入到步驟(1)的浸泡體系中，調(diào)節(jié)苯胺溶液pH值為1～6，再將引發(fā)劑逐滴加入引發(fā)聚合。

【技術(shù)特征摘要】
1.功能高分子改性制備動物毛發(fā)復合纖維的方法，其特征是所述方法由以下步驟組成：(1)原位吸附，將作為原料的動物毛發(fā)纖維充分浸泡在苯胺溶液中至苯胺在動物毛發(fā)纖維原位達到吸附平衡；(2)原位聚合，將摻雜酸加入到步驟(1)的浸泡體系中，調(diào)節(jié)苯胺溶液pH值為1～6，再將引發(fā)劑逐滴加入引發(fā)聚合。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、氯化鐵、重鉻酸鉀、過氧化氫中的至少一種，苯胺與引發(fā)劑的物質(zhì)的量比為優(yōu)選為1:1。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述的引發(fā)劑逐滴加入的引發(fā)時間為0.5～2小時，引發(fā)劑加入后的聚合反應(yīng)時間為2～36小時。4.如權(quán)利要求3的方法，其特征是所述的摻雜酸為鹽酸、硫酸、硝酸、甲酸、乙酸、草...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王小聰，張洪鋒，趙為為，郝建，唐娜，
申請(專利權(quán))人：天津科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：天津,12