合成纖維改性研究文獻綜述

陸相鵬 李偉達 歐曉島

摘 要： 提高合成纖維在聚合物基體中的分散性，增加纖維與聚合物基體的相容性，這對于提高合成纖維復合材料力學性能有著至關(guān)重要的作用。本文概述了合成纖維及其復合材料在表面改性方面的研究進展。隨著合成纖維改性研究的不斷深入，合成纖維基復合材料應(yīng)用前景將更加廣闊。

關(guān)鍵詞： 合成纖維；表面改性；文獻綜述

【中圖分類號】 TQ342.7 【文獻標識碼】 A【文章編號】 2236-1879（2017）20-0064-01

合成纖維織物的拉伸、耐磨等耐用性能，及免燙、抗折皺等外觀性能一般優(yōu)于天然纖維織物，但其舒適性、易染性不太理想。例如，滌綸、丙綸的公定回潮率分別是0.4%和0.0%。顯然，該二種纖維的吸濕性較差，其織物透過皮膚排泄的高熱汗氣的能力即透濕性較差，從而影響人們穿著的舒適性。隨著服裝領(lǐng)域消費者對纖維及織物的舒適性、衛(wèi)生性和安全性等要求的日益提高，以及合成纖維在裝飾和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域用途的不斷拓寬，合成纖維改性的步伐將進一步加快。

陽建斌的《等離子體技術(shù)對合成纖維表面改性的探討》中認為，等離子體處理技術(shù)應(yīng)用于染整工程，具有減少環(huán)境污染，縮短工藝流程，能提高合成纖維的潤濕性、吸濕性和親水性等性能，在一定程度上可改善合纖織物的舒適性能和染色性能。[1]沈新元在《合成纖維的添加劑改性》中認為，添加劑改性與其它改性方法（特別是化學改性）相比，具有工藝簡單、經(jīng)濟和靈 活等優(yōu)點，因此具有十分重要的地位。 所以在合成纖維生產(chǎn)中，為了改善纖維的加工性能，或者為了在盡可能不影響纖維其它性能的情況下賦予纖維一種或多種新的性能或功能，常常需要在纖維中添加一些無機物或低分子有機物。[2]吳偉棟在《纖維素纖維改性劑CM的合成及應(yīng)用性能研究》中認為竺麻織物改性后用活性染料染色，提高了染料利用率和固色率，并能染成常規(guī)工藝無法染成的濃艷色澤；且改性均勻性好，無白芯現(xiàn)象；對織物強度沒有影響，各項染色牢度與未改性相同。[3]

孟碧在《用硅烷偶聯(lián)劑改性芳綸及高強聚乙烯纖維研究》中認為芳綸長絲和高強聚乙烯長絲經(jīng)過丙酮預(yù)處理后，表面比較光滑，這是由于去除了纖維表面覆著的油劑。同時，經(jīng)過對比硅烷偶聯(lián)劑處理前后的纖維強力的變化，說明改性對纖維的力學性能影響不大。經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理后的纖維表面發(fā)生了 變化，芳綸表面變得粗糙而且附著一些物質(zhì)，高強聚乙烯纖維表面溝槽明顯變多并且附著一些物質(zhì)[4]張素風在《聚酯纖維與植物纖維協(xié)同造紙性能研究》中認為添加化學纖維能在一定程度內(nèi)提高紙張的強度，但對于憎水性的化學纖維，添加量不宜超過5%，如添加過量紙張的強度和緊度會明顯下降。表面堿處理和使用PET/PET共混的復合纖維都能明顯提高聚酯纖維的親水性，紙頁強度得到提高。兩種改性方法相比較，使用PET/PET共混的復合纖維效果更好，既能提高纖維的親水性，又能保持化學纖維原有的強度，對纖維損傷小。[5]

普丹丹在《滌綸工業(yè)絲表面改性技術(shù)研究進展》中認為滌綸的改性技術(shù)在改善滌綸服用性能方面已有諸多應(yīng)用，但對滌綸改性后表面性能的研究不多。滌綸改性后的表面性能對漆綸增強復合材料的性能影響很大，故對滌綸表面改性技術(shù)及表面性能的研究有非常重要的意義。結(jié)果表明，通過對研究對象的選擇和優(yōu)化電化學改性的工藝，可以制備出1MHz～1000MHz入射電磁波頻段范圍內(nèi)，滿足不同要求的合成纖維復合夾層屏蔽結(jié)構(gòu)改性材料。[7]

張琳在《纖維素纖維的接枝共聚改性》中認為在纖維素上引入氨基或酰胺基，可以改善纖維的染色性。用回彈性好的化合物接枝纖維素，可以改善纖維的回復性，使織物的抗皺性能增強。纖維素纖維接枝具有離子交換能力的基因單體，可以制得具有離子交換能力的工業(yè)用纖維，從而用于回收微量的金、汞、銀等金屬。利用接枝共聚改性，可以改善纖維素纖維的不良性能，還可以保留原來纖維素纖維優(yōu)良性能； 可以得到兼有纖維素纖維和合成纖維優(yōu)點的新纖維； 還可以制備具有特殊用途的纖維素功能材料。接枝共聚是纖維素纖維改性的一種有效的很有前途的方法。[8]趙川的《改性聚酯纖維對鉛離子的吸附行為》，在實驗中，聚酯纖維經(jīng)接枝丙烯酰胺處理后，實現(xiàn)了對水溶液中金屬離子具有吸附力。實驗研究了丙烯酰胺的接枝后纖維對水中鉛離子的吸附行為，分析了在不 同條件下吸附效果的規(guī)律。結(jié)果顯示等離子體改性后聚酯織物對金屬離子具有吸附性能，其中對Pb2+的吸附量為16.82mg/g，且pH對吸附過程的影響較大，最適宜吸附的pH值為6，采用動態(tài)吸附方式為宜，用Langmuir等溫吸附方程可較好地擬合改性纖維對Pb2+吸附行為。[9]

綜上所述，盡管合成纖維增強復合材料的研究已經(jīng)取得了較大的進展，但仍然沒有把合成纖維的潛在優(yōu)勢發(fā)揮出來。從實用性及商品化的角度來看，要求我們在復合材料綜合性能基本不變的情況下盡量提高合成維含量，這些研究多數(shù)還停留在實驗室階段，需要做進一步深入的研究。另外，針對具有生物降解性能的產(chǎn)品在使用環(huán)境中可靠性方面的研究還很少，例如如何保證產(chǎn)品在高溫高濕以及其他環(huán)境下力學性能不發(fā)生改變，不發(fā)生降解等課題都需要盡快解決。展望未來綠色復合材料的發(fā)展，在具有一定研究基礎(chǔ)的今天，以后的研究應(yīng)該進一步深化和多樣化。

參考文獻

[1] 陽建斌；鄭光洪；鄭雄. 等離子體技術(shù)對合成纖維表面改性的探討. 成都紡織高等專科學校學報

[2] 沈新元. 合成纖維的添加劑改性. 中國紡織大學高分子材料與工程系

[3] 吳偉棟. 纖維素纖維改性劑CM的合成及應(yīng)用性能研究. 江蘇省紡織研究所

[4] 孟碧； 謝光銀. 用硅烷偶聯(lián)劑改性芳綸及高強聚乙烯纖維研究. 研究開發(fā)，2015年07期

[5] 張素風；蔣瑩瑩；李鵬輝. 聚酯纖維與植物纖維協(xié)同造紙性能研究. 輕工技術(shù)與工程，2015年06期

[6] 普丹丹；傅雅琴. 滌綸工業(yè)絲表面改性技術(shù)研究進展. 進展與述評，2015年07期

[7] 張曉寧；王群；葛凱勇；毛倩瑾；周美玲. 合成纖維復合夾層屏蔽結(jié)構(gòu)改性及其電磁特性研究.

[8] 張琳. 纖維素纖維的接枝共聚改性. 專題論述，2016年01期

[9] 趙川；張海麗；蒲亞寧； 楊敏鴿. 改性聚酯纖維對鉛離子的吸附行為. 科研與生產(chǎn)，2015年06期