纺织品前瞻性制备技术及应用研究现状与发展趋势

随着纺织行业各领域的高速发展,纺织产业不断迭代升级,通过革新逐步实现从量变到质变的转化,实现高质量发展。通过介绍由1,3-丙二醇、乳酸等生物基材料为代表的纤维素原料在合成生物学等领域进行的革新,使纤维基体在分子结构、维度、性能、智能化以及应用等方面突破极限;结合目前纺织行业发展趋势,从未来纺织品的成形与制造技术、应用领域及新型产品等方面进行了分析和展望,以期在未来会有更为成熟的一体化制备方法和成形技术,使纺织产品不仅能应用于日常生活领域也能应用于极限领域,为开拓更广阔的市场提供新思路。

纺织品微塑料危害控制技术发展研究

我国废弃化纤纺织品具有储量大、再生率低等特点,当前总储量超过2亿t,年增长量近千万吨。化纤纺织品未被收集就丢弃在环境中,在自然环境下破碎,转化为细小的塑料碎片,甚至微塑料。微塑料对环境的影响难以估计,而废弃化纤纺织品可以说是“海洋微塑料污染”的首要来源。从化纤纺织品出发,减少化纤纺织品在生产、使用、清洗以及后处理等环节中微塑料的生成量,以可再生能源为原料,大力开发生物基化学纤维和生物可降解纤维,尽可能实现多次再生循环。在未来发展中,可采取构建完整循环再生利用体系、推进纤维加工技术升级创新、深入研究纺织品污染机理等方法,为防治纺织品微塑料危害提供一定的基础。

碳纳米管-炭黑协同改性PTT/PET复合纤维的制备及导电性能

聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PTT/PET)复合纤维具有稳定且高度螺旋的卷曲结构,为改善其抗静电性能,采用碳纳米管(CNT)/炭黑(CB)复合填料对PTT进行共混改性。将不同质量比的CNT,CB及PTT共混挤出,制备出用于纺丝的CNT/CB/PTT共混切片,CNT/CB/PTT共混切片与PET切片复合纺丝制备CNT-CB协同改性PTT/PET复合纤维,并对复合纤维的导电性能进行表征。结果表明:采用质量分数1%的CNT和质量分数10%的CB作为导电填料对PTT改性,导电粒子在PTT基体中未出现明显的团聚,且CNT和CB可以形成较为完善的复合导电通路,制备的CNT/CB/PTT共混切片可用于纺丝;将CNT/CB/PTT共混切片与PET切片按质量比50∶50进行复合纺丝,制得的复合纤维具有良好的导电性能;随拉伸倍数的提高,复合纤维的体积电阻率呈下降趋势,但拉伸倍数过高,会损坏CB与CNT在PTT基体中形成的导电网络,当拉伸倍数为3. 3时,未改性的PTT/PET复合纤维体积电阻率为3. 58×10~9Ω·cm,而改性复合纤维的体积电阻率下降至5. 44×10~6Ω·cm。

水环境中纤维微塑料去除技术研究展望

微塑料作为一种水环境中大量存在的新兴污染物已引起学者和公众的重视,而且目前常用的污水处理工艺无法实现对微塑料的完全去除,导致大量的小尺寸微塑料和纤维微塑料在水环境中积累,对生物体造成持续危害。为减少环境中的微塑料污染,通过对现有的水环境微塑料去除技术相关工作的综述,探讨了各项技术的去除机制、效率和可行性。并针对目前传统水处理工艺对去除纤维微塑料的低效和纤维微塑料去除相关研究工作的匮乏,从传统水处理工艺的改革、纤维微塑料的重视程度、纤维微塑料无害化去除手段的探索、纤维微塑料的资源化利用4个方面对未来纤维微塑料去除技术的发展趋势进行展望。

山梨醇杂质对异山梨醇型聚碳酸酯聚合的影响

异山梨醇型聚碳酸酯(PIC)是一类理想的可替代传统双酚A型聚碳酸酯(BPA-PC)的生物基聚碳酸酯,具有广泛的应用前景。然而,异山梨醇(IS)中的痕量杂质会干扰聚合反应,导致产物分子量低、易黄变,产业化应用受到严重制约。探究杂质对PIC聚合的影响可为其性能优化提供思路。以异山梨醇和碳酸二苯酯(DPC)作为原料,乙酰丙酮锂作为催化剂,通过熔融酯交换缩聚法成功制备了PIC,黏均分子量(Mη)达40180,玻璃化转变温度(T g)可高达174℃。通过反向添加法结合碳酸酯交换反应动力学探究了山梨醇杂质对PIC聚合的影响。结果表明,山梨醇的存在会显著降低PIC的聚合反应速率(k′)和分子量,山梨醇含量为异山梨醇及杂质物质的量总量的1%时,Mη降低了22042。并且随着山梨醇含量的增多,PIC由淡黄色逐渐变成棕黑色。此外,山梨醇的增多会使PIC的T g以及热稳定性出现轻微的下降现象。

化学纤维新材料发展趋势与专利分析

简述了化学纤维新材料的技术发展趋势,在纤维材料系统检索分析基础上,从专利申请量、专利申请的纤维品种分布、竞争区域分布、申请人数量、专利的生命周期、专利关注点等对中国化学纤维专利与世界化学纤维专利作了详细的比较,并以聚酯纤维为代表性品种进行了专利分析。中国专利中高校研究所的专利申请占据主导地位,国外企业也占据重要位置。围绕功能纤维、高性能纤维、循环再利用纤维、纳米纤维、生物基纤维及生物医用纤维、智能纤维等纤维品种进行检索,功能纤维是中国化学纤维新材料被关注的热点。对于聚酯纤维,以高仿真与功能化纤维、高性能与产业用纤维、生物降解与循环再生纤维、以及绿色与智能制造是其今后的重要发展方向。

我国化纤智能制造的柔性与多目标生产

随着我国化纤行业发展进入新常态,长期以来主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放型发展模式难以为继。因此加快发展化纤智能制造,对于推进我国化纤行业供给侧结构性改革、促进化纤制造向中高端迈进、实现化纤强国具有重要意义。文章从我国化纤智能制造发展的背景、取得的成效、存在的问题等方面进行了介绍,并提出了化纤智能制造的柔性与多目标生产措施,最后对我国化纤智能制造的发展提出了建议。

PA 6/ODOPB/GNPs阻燃复合材料及纤维的制备与性能表征

将磷系阻燃剂10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)与纳米石墨片(GNPs)复配加入到聚酰胺6(PA6)聚合体系中,通过原位聚合的方式制备了PA6/ODOPB/GNPs复合材料,再经熔融纺丝得到PA6/ODOPB/GNPs复合纤维,并对复合材料及纤维的阻燃性能进行了研究。结果表明:ODOPB的加入导致复合材料的相对黏度下降,GNPs的添加对复合材料的相对黏度无明显影响;ODOPB与GNPs的复配协同作用提升了复合材料及纤维的阻燃抗熔滴性能,表现为凝聚相阻燃作用,ODOPB对PA6具有优异的阻燃效果,GNPs具有优异的抗熔滴和抑烟效果;当添加ODOPB质量分数为5%、GNPs质量分数为2%时,复合材料的极限氧指数(LOI)可达31.8%,垂直燃烧达到V-0等级,复合纤维的LOI达29.8%;加入ODOPB及GNPs均会导致复合纤维的力学性能下降,当ODOPB质量分数为5%、GNPs质量分数为2%时,所得复合纤维的断裂强度从纯PA6纤维的3.3cN/dtex下降至1.5cN/dtex。

PDMS共混改性超柔PBT纤维的制备及其性能

文章以聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚二甲基硅氧烷(PBT-PDMS)为母粒,与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行共混纺丝,通过控制PBT-PDMS添加量制备不同PDMS含量的PBT/PDMS共混纤维,探讨了PDMS含量对纤维柔软性及其他性能的影响。结果表明:PDMS作为改性组分与PBT相容性良好,PDMS质量分数为6%时可纺性好,继续增加至8%时可纺性变差;随着PDMS含量的增加,PBT/PDMS共混纤维的初始模量显著降低,断裂强度略有降低,断裂伸长率、断裂比功均逐渐提高,染色性能也得到改善。当PDMS质量分数为6%、拉伸倍数为2.8时,PBT/PDMS共混纤维的断裂比功达0.92 cN/dtex,初始模量较低,为22.9 cN/dtex;制成的1/2斜纹织物的硬挺度为2.595 cm,抗弯刚度B为0.1098 cN·cm^2/cm(经向)、0.1542 cN·cm^2/cm(纬向),弯曲滞后量2HB为0.2283 gf·cm/cm(经向),0.2976 gf·cm/cm(纬向),纤维及织物的柔软性得到了明显提升,综合性能最好。

离子液体增塑聚酰胺6纤维的制备与性能表征

在聚酰胺6(PA 6)中添加离子液体对其进行增塑改性制得离子液体增塑PA 6切片,再经熔融纺丝、拉伸、定型,制备离子液体增塑PA 6纤维,然后对纤维试样进行水洗;探讨了离子液体含量对增塑PA 6纤维的热性能、动态力学性能、取向及力学性能的影响以及水洗之后纤维力学性能的变化。结果表明:随着离子液体添加量的增加,增塑PA 6纤维的熔融温度与结晶温度逐渐下降,纤维分子链的活动性增加,玻璃化转变温度逐渐下降;离子液体并未提高增塑PA 6纤维的取向度;随着离子液体含量的增加,增塑PA 6纤维的断裂强度先增加后降低,断裂伸长率呈下降趋势;在离子液体质量分数为1.5%、拉伸倍数为3.6时,增塑PA 6纤维的断裂强度最高,达3.89 cN/dtex,纤维水洗后断裂强度大幅度提高,达6.36 cN/dtex。

原位聚合制备ODOPB阻燃聚酯纤维及其性能研究

采用环氧氯丙烷对10-（2,5-二羟基苯基）-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（ODOPB）进行修饰,得到改性ODOPB（DHQEP）,然后采用原位聚合法在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中引入磷系阻燃剂DHQEP,制备成具有优异阻燃性能的DHQEP/PET纤维,并对DHQEP以及DHQEP/PET的结构与性能进行研究。结果表明：环氧氯丙烷成功与ODOPB进行了反应;所制备的DHQEP/PET的特性黏度与纯PET相比有所下降;引入的DHQEP抑制了PET的结晶,也减弱了PET的取向;DHQEP/PET与PET相比在800℃下的残炭量有明显的提高;DHQEP/PET纤维的力学性能与PET纤维相比有所下降,当加入的DHQEP使磷的质量分数达到0.5%,牵伸倍数4.4倍时,纤维的断裂强度为2.6 c N/dtex,断裂伸长率为40.8%;同时极限氧指数达到30.5%,UL-94垂直燃烧等级达到V-1级,满足聚酯纤维阻燃要求的同时也改善了其熔滴现象。

纤维微塑料的研究现状及其削减策略

纤维微塑料是一种重要的微塑料存在形态,对环境生态、人民健康存在极大潜在风险,也对化纤行业绿色可持续发展提出严峻挑战,亟待对其深入了解并提出削减、管控方案。介绍了纤维微塑料的基本概念和研究现状,阐述其主要产生来源,揭示纤维微塑料从织物表面脱落的影响因素,概述了其生态危害及作用对象,归纳整理现阶段针对纤维微塑料污染问题的削减策略。提出应重点发展纺织品循环再生资源化利用技术体系、生物可降解纤维技术体系、纺织品耐污易清洗技术以及强化过滤截留效率等系列技术,为提升化纤行业绿色制造能力提供解决思路。

国内外低熔点纤维的发展现状及趋势

介绍了低熔点纤维的基本结构、性能;综述了低熔点纤维的国内外发展概况;阐述了双组分低熔点纤维的制备工艺及其难点;简述了低熔点纤维在服用纺织品、产业用纺织品和非织造布领域的应用情况,低熔点纤维正不断拓展在纺织品、填充衬垫材料、汽车内饰、吸音棉、防火棉、医用卫生用品等细分市场上的应用,市场需求量将逐渐增加;指出未来低熔点纤维将朝着绿色原料、绿色制造、绿色可降解、多功能性的方向发展,在产品品质、性能上缩小与国外同类产品的差距。

PEGT/PTT并列复合弹性纤维的制备及性能研究

采用不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行共聚改性制备得到改性共聚酯(PEGT),将PEGT与聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)按50:50质量比,以"8"字形进行复合纺丝制得PEGT/PTT并列复合弹性纤维,研究了不同相对分子质量的PEG对PEGT及PEGT/PTT并列复合弹性纤维的性能的影响。结果表明:随着PEG相对分子质量增加,PEGT共聚酯的吸水率和吸湿率也随着增加,接触角和体积比电阻(ρ)则降低。其中,吸水率最高可达4.2%,吸湿率最高为1.7%,接触角最低为57.85°,ρ最低为7.94×10^9Ω·cm;随着PEG相对分子质量的增加,PEGT/PTT并列复合弹性纤维的回潮率(R)也随着增大,而ρ则下降,其中R最大可达0.91%,相对PET/PTT复合纤维提高了75%,ρ最小可达1.20×1010Ω·cm;PEGT/PTT并列复合弹性纤维相对PET/PTT复合纤维卷曲性能较高,其中卷曲率最高可达63%;PEGT/PTT并列复合弹性纤维可以实现常压沸染,其上染率最高达93.37%,比同一条件下PET/PTT复合纤维高7.40%;且随着PEG相对分子质量的提高,PEGT/PTT并列复合弹性纤维的常压上染率呈上升趋势。

PTMEG共混改性PBT纤维的制备及其性能研究

以聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚四亚甲基醚二醇(PBT-PTMEG)为改性剂,与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行共混纺丝,通过控制PBT-PTMEG添加量制备不同PTMEG含量的PTMEG/PBT共混纤维,探讨了PTMEG含量对纤维柔软性及其他性能的影响。结果表明:在共混纺丝过程中,PTMEG作为改性组分与PBT相容性良好,PTMEG质量分数为6%时可纺性好,继续增加至8%时可纺性变差;随着PTMEG含量的增加,PTMEG/PBT共混纤维的初始模量显著降低,断裂强度略有降低,断裂伸长率、断裂比功均逐渐提高,吸湿性及染色性能也得到改善;当PTMEG质量分数为6%、拉伸倍数为2.8时,PTMEG/PBT共混纤维的断裂比功最高达0.98 cN/dtex,初始模量也较低为21.8 cN/dtex,纤维的柔软性得到了明显提升,综合性能最好。

半芳香族聚酯环状低聚物研究进展

对近年来半芳香族聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯)中环状低聚物的提取方法和分离手段、结构表征、热性能、形成机理及环状低聚物对聚酯纤维纺丝、染色和性能带来的影响等方面的研究进展进行了综述。针对我国近年来快速发展的生物基聚酯,为实现稳定化、连续化生产,提出如何解决环状低聚物带来的关键问题。指出从根源抑制环状低聚物的生成或去除以及解决低聚物对纤维产品带来的问题是当今及以后的重点研究方向。

PLA、PGA及其共聚物在包装领域应用研究进展

目的综述聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚乙丙交酯(PLGA)及其改性材料在包装领域的研究进展,对改性材料及制备工艺进行展望,为PLA、PGA以及PLGA的改性与制备提供参考。方法简介PLA、PGA以及PLGA的制备方法、基本性能,并总结近几年改性材料的种类及其制备工艺。结果对PLA、PGA以及PLGA进行改性,再通过溶液铸膜、吹塑制膜等工艺制备薄膜,制备的薄膜具有优异的抗紫外性能、阻隔性能以及抗菌性能。结论PLA、PGA以及PLGA具有优异的生物降解性能,通过改性后制备的薄膜性能更加均衡,在包装领域具有极大的应用前景,对聚合物的改性方法还需进行深入研究,制备出性能更加优异的改性材料。

生物基PEF的合成及其等温结晶动力学研究

以生物基2,5-呋喃二甲酸二甲酯(DMFD)和乙二醇(EG)为原料,乙二醇锑为催化剂,利用酯交换法制备了生物基聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)。研究了生物基PEF的结构及热稳定性和结晶性能,应用等温结晶动力学研究了生物基PEF的结晶行为。结果表明:当DMFD与EG的摩尔比为1.8时,酯交换和缩聚反应最佳,核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱测试结果表明合成的物质为目标产物PEF;生物基PEF具有与石油基聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯相似的热稳定性,但其玻璃化转变温度(Tg)为90.7℃大于石油基PET的Tg,熔点(Tm)为211.6℃低于石油基PET的Tm;生物基PEF的等温结晶动力学研究表明,在150~170℃时,其Avrami指数为2.21~2.54,结晶度为20.8%~27.7%,结晶速率常数为(4.40~32.00)×10^-3,表观活化能为43.98 kJ/mol,其中,165℃进行保温冷结晶时,生物基PEF结晶速率达到最大,但与石油基PET相比,生物基PEF结晶速率很慢。

聚硅氧烷改性PBT的制备及其结构与性能研究

为了提高聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)分子链段的柔顺性,选用聚硅氧烷(PDMS)对其改性。将PDMS母粒(PBT-b-PDMS)与PBT按一定质量配比进行熔融共混制得不同PDMS母粒含量的PBT-b-PDMS/PBT共混切片(简称共混切片),对共混切片的结构与性能进行了研究。结果表明:PDMS母粒中软链段PDMS质量分数约为50%,硬链段PBT质量分数约为50%;PDMS以微米级微球均匀分布于PBT连续相中形成海岛结构;PDMS母粒与PBT在共混改性过程中,不存在较强的分子作用力,两者为宏观上的相容,PDMS质量分数大于等于16%后相容性逐渐变差;随着PDMS的增加,共混切片的玻璃化转变温度逐渐降低,表面接触角先逐渐减小后增大;当PDMS添加质量分数小于16%时,共混切片的亲水性能较好。

有机溶剂在欧洲大麻脱胶中的应用

随着绿色环保理念越来越深入人心,针对常规的无机溶剂脱胶对环境带来的诸多负面效应以及能耗大等一系列问题,提出利用乙二醇和1,4-丁二醇这2种有机溶剂对大麻进行脱胶,分别研究了温度、时间这2个主要工艺参数对欧洲大麻纤维胶质去除率的影响,并对2种溶剂的脱胶处理效果进行了对比。结果发现:用1,4-丁二醇处理欧洲大麻纤维,在油浴温度为200℃,处理时间为2.5 h时脱胶效果较为理想,胶质去除率可达67.73%,残胶率为10.73%,能够满足大麻纤维的纺纱要求。