[发明专利]一种通过高温油热处理对高性能纤维进行功能改性的方法

说明书

本发明提供了一种通过高温油热处理对高性能纤维进行功能改性的方法。首先配制氯化锂/N,N‑二甲基乙酰胺溶液，然后加入功能微纳米粒子；将高性能纤维织物浸渍后取出；接着将高性能纤维织物放入温度为165～250℃的高温油中热处理1～30s；最后取出高性能纤维织物冷却沥油，洗涤干净后烘干，得到功能改性的高性能纤维织物。该方法采用氯化锂/N,N‑二甲基乙酰胺溶液体系，能够破坏纤维之间的氢键；通过将带有氯化锂、N,N‑二甲基乙酰胺、功能微纳米粒子的高性能纤维放入高温油中，在高性能纤维表面形成油性“液膜”，高能量的油性“液膜”驱使功能微纳米粒子快速进入高性能纤维，显著提高了功能微纳米粒子的负载量及摩擦牢度。

技术领域

本发明属于功能改性技术领域，尤其涉及一种通过高温油热处理对高性能纤维进行功能改性的方法。

背景技术

将具有独特性能的微纳米粒子引入纤维织物，可大大改善织物性能，赋予织物多功能特性。近年来，涌现出一批实验室和工业化规模的功能微纳米粒子，如碳纳米管、MMT、纳米氢氧化镁、纳米氧化铝、纳米TiO₂、纳米ZnO、纳米SiO₂、纳米CaCO₃及各种金属粉体等，为纤维织物的改性提供了素材，赋予织物特定功能如抗静电、阻燃、抗菌、抗紫外、导电、气体阻隔等功能，提高织物的服用性。织物优良性能能否得以保持、功能性能否得以体现一定程度上取决于织物和功能粉体的固有性能以及两者之间的协同作用或匹配效果，然而优良性能的产生及耐久性强烈依赖于功能粉体在织物表面的负载量和负载牢度。

由于功能微纳米粒子缺乏活性官能团，一般难以与织物发生化学反应，因此与纤维织物大多为物理吸附，且都大多吸附于纤维表面，负载量和负载牢度都偏小，导致改性效果不佳。现有技术主要采用表面涂覆、浸渍吸附、复合纺丝等方法实现功能微纳米粒子对织物的表面改性。

表面涂覆是通过喷涂将功能微纳米粒子或含有功能微纳米粒子的乳液涂覆于织物表面，形成一层功能涂层，然而涂层的形成可能降低织物的柔软性，并影响织物的亲水、亲油等表面特性。

浸渍吸附是将织物放入含有功能微纳米粒子的悬浮液中，浸渍吸附后取出烘干，使得功能微纳米粒子吸附于纤维表面，此种方法存在负载量和负载牢度低的问题，改性效果及耐久性较差。作为改进，申请号为201910295485.4的中国发明专利公开了一种间位芳纶织物表面功能改性的方法，该方法是将间位芳纶在由N,N-二甲基乙酰胺、LiCl、无机功能微纳米粒子混配组成的改性液中进行浸轧处理后，再依次在低温正压和高温负压条件下处理一定时间，使得微溶解层中的N,N-二甲基乙酰胺挥发抽离，无机功能微纳米粒子固化在间位芳纶纤维表层。但该方法的处理时间较长、条件较苛刻，且负载量和摩擦牢度仍有待提高。

复合纺丝是指将功能微纳米粒子与聚合物纺丝液一起进行复合纺丝，得到功能改性的织物，此种方法存在的问题是功能微纳米粒子的添加会降低聚合物的纺丝性能，进而降低聚合物纤维的均匀性和力学性能等。

因此，急需开发一种采用功能微纳米粒子对织物进行改性的方法，在不损害织物本身性能的同时，提高功能微纳米粒子的负载量及摩擦牢度，从而提高功能改性的效果和耐久性。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种通过高温油热处理对高性能纤维进行功能改性的方法。首先将高性能纤维织物浸渍于含有功能微纳米粒子的氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺溶液体系中，吸附后取出，将带液率控制在80％～120％；然后放入温度为165～250℃的高温油中热处理1～30s，取出后洗净烘干即得到功能改性的高性能纤维，其具有高负载量和摩擦牢度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种通过高温油热处理对高性能纤维进行功能改性的方法，包括以下步骤：

S1.配制功能改性液：首先配制氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺溶液，然后加入功能微纳米粒子，得到功能改性液；