碱减量
是在高温和较浓的烧碱中处理涤纶织物,涤纶表面被碱刻蚀后,质量减轻,纤维直径变细,表面形成凹坑,纤维的剪切刚度下降,消除了涤纶丝的极光,并增加织物交织点的空隙,使得织物手感柔软、光泽柔和,改善了吸湿排汗性。
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碱减量原理
碱减量处理是在高温和较浓的烧碱液中处理涤纶织物的过程,聚酯纤维在氢氧化钠水溶液中,纤维表面聚酯分子链的酯键水解断裂,并不断形成不同聚合度的水解产物,最终形成水溶性的对苯二甲酸钠和乙二醇 。
碱起双重作用:(1)对水解起催化作用;(2)中和水解生成的羧酸
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涤纶碱减量处理后的变化
对纤维结构的影响
涤纶纤维经碱减量处理后,表面呈现凹凸不平,消除了涤纶丝织物的极光,光泽变得柔和;同时碱减量处理使涤纶织物弯曲及剪切特性值都明显下降,纤维变细变软,织物交织点容易松动,消除了织物原有滑而僵硬的感觉,使之变得柔软、滑爽而富有弹性,具有类似真丝的风格。
通过上图不同减量率对比可看出,在较低的碱减量下,纤维表面产生粗糙化和刻蚀作用,纤维表面形成凹坑。随着碱减量的增大,纤维会变细,导致纤维比表面增大,单位质量的表面增大。
C形纤维的纤维壁明显变薄,中间孔明显变大,并伴有劈裂现象;中空纤维则呈现中孔变大。
对织物性能的影响
涤纶织物经碱减量处理后,织物的性能发生很大的变化。从表可看出,随减量率的增大,断裂强度和断裂功随之降低,因为涤纶织物经碱减量处理后,纤维变细,纤维表面产生凹穴,造成应力集中,使得断裂强力下降,断裂功减小。随减量率的增大,涤纶织物的断裂伸长率与杨氏模量呈现先增加后减小的关系。
如图所示是织物经不同碱减量处理后,在相同染色工艺条件下的表观色深值K/S值与减量率的关系。
我们可以看出,碱减量处理织物的K/S 值比未处理大,且随着减量率增大,K/S 值增大;当减量率增大到一定程度时,K/S 值反而随减量率增大而减小。
涤纶纤维经过碱减量处理后,纤维的染色性能发生变化。碱减量处理使纤维表面产生粗糙化和刻蚀作用,纤维表面形成凹坑,使涂料与纤维之间的接触面积增加,上染率提高;碱减量处理后纤维会变细,纤维比表面增大,表面反射的白光增多,纤维表面色泽变浅。随着减量率增大,纤维水解越彻底,纤维表面刻蚀出的凹穴越多,凹凸表面使光发生更多的漫反射,导致织物表观色深值下降。
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影响碱减量的因素
通过试验得出氢氧化钠浓度与减量率的关系,结果如图所示。
从图可看出,涤纶减量率与氢氧化钠浓度基本呈线性关系,涤纶碱减量是一个复杂的反应过程,主要是聚酯分子链的酯键与氢氧化钠间的多相水解反应。在碱量过程中氢氧化钠起了双重作用,一方面起催化作用,加快水解,另一方面中和水解生产的羧酸。
涤纶纤维是热塑性纤维,其玻璃化转变温度为81℃左右。低于该温度,聚酯分子的链段不能发生转动,活动能力有限,能够参与水解反应的分子数量也有限;在该温度上,聚酯分子的活动能力提高,水解反应就比较容易进行。
从图中我们可以看出,在处理时间不变的条件下,特高碱处理温度,对减量率的影响是比较大的,即温度对碱水解速度的促进很显著。
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