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聚酯纤维与聚酰胺纤维表面巯基改性及化学镀银纤维制备

作　者: 杨颖雅
导　师: 王炜
学　校: 东华大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 巯基硅烷溶胶-凝胶法化学镀银聚酯纤维聚酰胺纤维导电纤维
分类号: TQ342.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

镀银纤维具备优越的导电性、抗静电性、电磁屏蔽性和抗菌性。但如何在非导体的聚酯纤维和聚酰胺纤维表面获得均匀、致密、结合牢度高的银纤维,仍较少报导。本论文提出3-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)溶胶-凝胶处理方法,并将其应用于纤维化学镀银前处理当中。该方法无需对纤维进行煮练、粗化、敏化或活化的前处理。采用酰胺(PA)-巯基硅烷(MPTES)溶胶-凝胶方法对聚酯纤维(PET)进行改性,使得"PET-银”纤维的制备只需要两个步骤：PA-MPTES溶胶处理和化学镀银。同时通过采用MPTES溶胶对聚酰胺6(PA6)纤维进行巯基改性,使得“PA6-银”纤维的制备的前处理工艺只包含两步：羧基化和巯基化。最终获得具备抗静电、抗电磁波及抗菌性质的镀银纤维,同时银纤维能用于制备混纺织物,具有广阔的应用前景。而MPTES溶胶前处理方法为聚酯镀银纤维和聚酰胺镀银纤维的制备提供了一个绿色、便捷的方法。对于PET前处理过程,本论文通过正交实验和单因素实验得出PA-MPTES溶胶-凝胶的工艺：PA质量分数1.9%、MPTES质量分数8.5%、水的质量分数7.5%、乙醇质最分数13%,A液与B液的体积比16：8；改性温度20℃、改性时间40min、烘干温度100℃。通过ART-FTIR、Raman analysis、XRD、EDX和TG对改性后的PET纤维进行表征,推知改性后的PET纤维包裹了一层由聚酰胺与巯基硅烷共聚生成的膜。并通过SEM、EMS对改性后的PET纤维及“PET-银”纤维进行微观形态分析。化学镀后,“PET-银”纤维增重16%,具有优越有导电性,并测得其电阻值为2.66Ω/cm。同时本论文对比分别采用PA-MPTES溶胶-凝胶方法,传统五步法前处理的方法,以及MPTES的乙酸乙酯溶液改性方法后所得的PET纤维的微观形貌、热稳定性。经三种方法处理的PET纤维经化学镀银后,分别进行抗菌性、导电性、水洗牢度的比较。对三种方法所制得的“聚酯银纤维”进行SEM分析,其中通过PA-MPTES溶胶-凝胶法处理后所制得的“PET-银”纤维在三者当中具有最均匀、最致密的银层。本论文还研究了碱性的MPTES溶胶-凝胶方法对PA6纤维进行表面巯基改性,以制备具有优越导电性能、抗静电性能和良好的耐水洗性能的“PA6-银”纤维。采用该法时,PA6纤维的前处理只包括两个步骤：羧基化和巯基化。通过正交实验和单因素实验,分别得出羧基化和巯基化的最佳工艺。通过PA6纤维羧基化单因素实验得出其最佳工艺为：反应温度为70℃,反应时间为60 min,甲酸浓度为111.1g/L,乙酸浓度为111.1g/L。通过PA6纤维巯基化单因素实验得出其最佳工艺为：反应温度40℃,反应时间4h,乙醇浓度为850ml/L,氨水浓度为24 ml/L, MPTES浓度为14.28g/L。对改性后的PA6纤维和PA6银纤维进行电阻测试、强力测试、耐水洗测试。并通过Ramananalysis、XRD、EDS对改性后的PA6纤维进行表征,同时通过SEM对改性后的PA6纤维和“PA6-银”纤维进行微观形态分析。”PA6-银”纤维经超声波清洗前后的电阻值分别为5.67Ω/cm和6.89Ω/cm。经五次超声波水洗后,“PA6-银”纤维的电阻值也较低,为33.48Ω/cm,这证实了银纤维进行五次超声波水洗处理后,仍保持良好导电性。

聚酯纤维与聚酰胺纤维表面巯基改性及化学镀银纤维制备

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