[发明专利]一种增强聚氨酯纤维拉伸力学性能的方法

摘要

本发明涉及一种增强聚氨酯纤维拉伸力学性能的方法，属于纤维材料技术领域。本发明的一种增强聚氨酯纤维拉伸力学性能的方法是将聚氨酯纤维经过聚氨酯纤维预处理、聚氨酯纤维低温电晕辐照改性、改性溶液的制备、铵盐分子嵌入聚氨酯纤维、铵盐分子嵌入的聚氨酯纤维的清洗、微牵伸和热定型得到拉伸力学性能增强的聚氨酯纤维。本发明是在聚氨酯纤维成型之后对其改性，实现了聚氨酯纤维断裂强度、杨氏模量和断裂伸长率的同时增强，通过本发明制备的聚氨酯纤维断裂强度增加60‑150%，断裂伸长率增加70‑120%，杨氏模量增加30‑80%。本发明的制备方法工艺设备简单，成本较低，对生态环境无污染，可控性高，具有很大的应用前景。

主权项

一种增强聚氨酯纤维拉伸力学性能的方法，其特征在于，所述的方法按以下步骤进行：a聚氨酯纤维的预处理在索氏萃取器中，将聚氨酯纤维采用无水乙醚进行虹吸循环清洗，清洗2‑5h后放入温度为80‑90℃干燥箱中干燥1‑2h直至聚氨酯纤维表面的乙醚去除，得到预处理后的聚氨酯纤维，其中，聚氨酯纤维的虹吸循环清洗次数为20‑50次；b聚氨酯纤维的低温电晕辐照改性将经步骤a预处理后的聚氨酯纤维在气氛为空气、温度为18‑36℃、电压为6‑15kV、距离为0.5‑3cm的低温电晕辐照设备中处理3‑10min，得到低温电晕辐照改性的聚氨酯纤维，其中，低温电晕辐照改性的聚氨酯纤维的接触角为35‑65°；c改性溶液的制备按如下质量百分比：将铵盐、含酰胺键的极性溶剂、丙酮和低相对分子量阴离子型表面活性剂放入去离子水中得到混合溶液，然后将混合溶液的温度升高至25～98℃并机械搅拌3‑5h后得到改性溶液，其中，搅拌速率为800‑3000r/min；d铵盐分子嵌入聚氨酯纤维将经步骤b得到的低温电晕辐照改性的聚氨酯纤维放入经步骤c制备的改性溶液中，在温度为80‑130℃、气压为0.101‑0.270MPa的条件下进行高温高压浸泡和溶胀处理1‑5h，在高温高压浸泡和溶胀的作用下，改性溶液中的铵盐分子扩散至低温电晕辐照改性的聚氨酯纤维的无定形区大分子之间，得到铵盐分子嵌入的聚氨酯纤维；e铵盐分子嵌入的聚氨酯纤维的清洗、微牵伸和热定型将步骤d制备的铵盐分子嵌入的聚氨酯纤维放入温度为18‑32℃的去离子水中进行清洗，清洗1‑5min后将铵盐分子嵌入的聚氨酯纤维的长度牵伸伸长5‑10％，然后放入温度为65‑90℃的鼓风干燥箱中干燥1‑2h，得到断裂强度增加60‑150％，断裂伸长率增加70‑120％，杨氏模量增加30‑80％的聚氨酯纤维。