聚酯纤维／TPU涂层织物界面性能研究希望
聚酯纤维／TPU涂层织物界面性能研究希望
聚酯纤维／TPU涂层织物是以聚酯纤维为布基，， ，TPU(热塑性聚氨酯)为涂层的复合质料，， ，因其轻质、高强、卫生、环保等系列优点，， ，在运动服、雨衣、皮划艇、帐篷、软体贮水、贮油容器等领域有着普遍的应用[1~3]。。。。‘聚酯纤维是产量大、性能优良的合成纤维，， ，具有高强度、高模量、优异的热稳固性和耐老化性，， ，以及优异的耐有机溶剂、氧化剂及耐侵蚀性[4．51。。。。可是，， ，由于聚酯的分子结构对称，， ，结晶度较高，， ，结构中缺乏高极性基团，， ，因此其亲水性很差，， ，回潮率只有．4％，， ，给聚酯纤维的涂层(复膜)带来难题。。。。界面改性是改善聚酯纤维涂层性能，， ，提高涂层织物界面复合牢度的有用步伐。。。。由于其涂层质料TPU含有一定的极性基团[1】，， ，因此聚酯纤维外貌改性成为该涂层织物界面改性研究的重点。。。。本文在剖析聚酯纤维／TPU涂层织物界面影响因素的基础上，， ，综述了目今聚酯纤维外貌改性处理及涂层织物界面研究要领，， ，并浅析了其优弱点。。。。1涂层织物界面影响因素剖析从聚酯纤维／TPU涂层织物界面形成历程来看，， ，影响涂层织物界面的因素主要包括涂层织物质、聚酯纤维纺织印染，， ，以及涂层制备历程，， ，其中涂层织物基质是影响其界面连系的基础因素。。。。
1．1涂层织物基质
聚酯纤维／TPU涂层织物的基质组成主要包括聚酯纤维和TPU两部分。。。。聚酯纤维是以精对苯二甲酸(m～)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为质料经酯化或酯交流和缩聚反映而制得的成纤高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，， ，经纺丝、后处理制成的纤维，， ，其分子式为[一OC—C6H。。。。—COOCH：CH：o一]。。。。。。。。由于聚酯的分子结构对称，， ，结晶度较高，， ，且组成结构中缺乏高极性基团，， ，因此聚酯纤维作为涂层织物基布很难获得优异的界面连系。。。。其涂层质料TPU，， ，分子通式为[-R，， ，NHCOOR2一]。。。。，， ，由于其分子结构中保存_NH一、—C00-活性基团，， ，给涂层织物的优异界面连系提供了可能。。。。综上，， ，聚酯纤维／TPU涂层织物的基质组成中聚酯纤维的惰性外貌是制约该涂层织物界面连系的瓶颈，， ，因此聚酯纤维外貌活化改性是改善该涂层织物界面连系的要害。。。。聚酯纤维纺织、印染聚酯纤维经纺织、印染历程终成为涂层织物基布，， ，纺织、印染历程不可阻止地会陪同浆纱、油污，， ，而浆料及油污的去除不净会降低织物的浸润性和渗透性，， ，直接影响涂层织物界面连系，， ，因此聚酯纤维织物印染后的洗濯就显得尤为主要。。。。别的，， ，聚酯纤维在生产历程中会陪同有低聚物副产品的爆发，， ，其中环形低聚物水溶性低，， ，会给染色加工及涂层制备历程带来问题。。。。研究批注嘲，， ，当温度高于130"(2时聚酯长分子链的活动性加剧，， ，环状低聚物积累在纤维外貌。。。。因此，， ，控制印染及相关工艺温度在100"C左右关于获得界面连系优异的涂层织物也很主要。。。。
1．3涂层制备工艺历程
涂层制备工艺历程是形成纤维／涂层界面的基础。。。。因此，， ，在纤维、涂层既定的情形下，， ，涂层制备历程的工艺控制是聚酯纤维／TPU涂层织物界面形成、获得优异界面连系的要害。。。。涂层厚度是涂层织物的主要性能之一，， ，直接影响涂层织物的界面连系强度及使用性能。。。。作为骨架质料的基布，， ，布纹的保存导致着实际外貌高低不平，， ，当涂层太薄时，， ，缺乏以填平布纹的沟槽，， ，使得涂层不一连，， ，易泛起渗漏征象；；涂层过厚，， ，不但会增添涂层织物的克重，， ，同时会增添产品本钱。。。。因此，， ，涂层的现实厚度应凭证着实际应用场合予以合理控制，， ，以包管在知足使用性能的同时，， ，尽可能做到“质优价廉”。。。。涂层制备温度也是影响涂层织物界面连系一个主要因素。。。。研究批注[7|，， ，随着涂层制备温度升高，， ，涂层织物的布膜复合牢度显着提高。。。。这是由于升高涂层制备温度，， ，一方面加速了涂层质料与基布的熔合，， ，提高了涂层织物界面机械连系；；另一方面，， ，温度升高有助于聚合物分子在涂层织物界面间的扩散，， ，形成强而长期的化学键连系。。。。可是，， ，涂层制备温度也不宜过高，， ，否则将造成工艺控制难度增大，， ，增添工艺本钱，， ，同时也会造成聚酯纤维的强力损失。。。。2聚酯纤维外貌改性通过改变基布的外貌状态来提高涂层织物的剥离强度，， ，是一种很是适用并且行之有用的手艺步伐。。。。现在，， ，用于聚酯纤维／n)U涂层织物界面处理的要领主要有碱液处理、电晕放电及等离子体处理、浸胶处理等。。。。
2．1碱液处理
将聚酯纤维用碱性溶液处理，， ，如Na0H溶液、氨水、聚乙烯亚胺等，， ，碱液刻蚀聚酯纤维外貌，， ，通过增添涂层织物的界面机械连系来提高涂层织物界面连系。。。。程贞娟[8]接纳古板碱处理要领，， ，在渗透剂和增进剂的配相助用下对聚酯纤维举行碱处理，， ，获得的聚酯纤维具有真丝般的感受。。。。白秀娥[9]接纳NaOH的乙醇溶液对聚酯纤维举行碱处理，， ，在获得与水相碱处理相同效果的同时，， ，大大缩短了处理时间。。。。MatthewD等[10]首先用碱处理聚酯纤维，， ，然后通过接枝牛血清卵白来改善聚酯纤维与卵白质的亲和性。。。。接纳碱液处理聚酯纤维，， ，虽然在一定水平上可以改善聚酯纤维的外貌活性，， ，但碱液对聚酯纤维的外貌刻蚀造成聚酯纤维损伤，， ，机械强度降低，， ，使得该要领推广应用受限。。。。碱液与胺、乙醇等协同作用处理聚酯纤维可以较好地控制碱液对聚酯纤维的外貌刻蚀，， ，在改善聚酯纤维外貌活性的同时镌汰纤维力学性能损失。。。。
2．2电晕放电及等离子体处理
电晕放电及等离子体处理是通过电极放电刻蚀聚酯纤维，， ，并在纤维外貌引入游离基团，， ，从而改善聚酯纤维的外貌活性。。。。由于电晕放电及等离子体处理只在纤维外貌一百多纳米的浅层爆发作用，， ，对纤维自己的损伤很有限，， ，在聚酯纤维染色及外貌活化方面研究颇多。。。。马丕波等[11,12]剖析了电晕处理后聚酯纤维外貌结构和化学组成的转变，， ，考察了电压和放电时间对聚酯纤维外貌及上浆性能的影响，， ，研究效果批注聚酯纤维经电晕处理后，， ，浆纱耐磨性提高、毛羽降低，， ，综合性能显着改善。。。。唐晓亮、MarcelSimora等[13,14]接纳常压等离子体要领对聚酯纤维举行了外貌改性，， ，处理后聚酯纤维的染色、外貌润湿和抗静电性能都获得了改善。。。。接纳电晕放电及等离子体处理聚酯纤维，， ，其焦点是使用等离子体的高能离子轰击聚酯纤维，， ，将聚酯纤维外貌层的高分子键翻开，， ，并在断键处形成活化中心，， ，这种活化中心的寿命一般很短，， ，并随着轰击后停放时间延伸而虚弱，， ，因此聚酯纤维经电晕放电及等离子体处理后需实时举行后续工艺。。。。只管云云，， ，简单的接纳电晕放电及等离子体处理对聚酯纤维的活化效果有限，， ，其应用领域多局限于聚酯纤维印花、染色等方面。。。。浸胶处理聚酯纤维的浸胶处理，， ，不但可以在纤维外貌引入极性基团，， ，提高聚酯纤维的外貌活性，， ，同时浸胶液以其低粘度可以很好的浸润、渗透聚酯纤维，， ，在纤维和涂层之间起到“桥梁”作用，， ，从而改善涂层织物的界面连系。。。。
2．3．1浸胶液配方
有关聚酯纤维浸胶活化的研究早期主要基于帘子布的浸胶活化处理，， ，其中以美国Dupont公司发明的I)-417预浸胶液配方为典范[15I，， ，如表1所示，， ，其中黄耆树脂作为润湿剂提高预浸胶液对聚酯纤维的浸润性。。。。聚酯纤维浸渍D-417预浸胶液后，， ，在240"C热处理1min，， ，从而获得活化的聚酯纤维外貌，， ，后续举行涂层复膜工序。。。。随着汽车工业的生长及聚酯纤维／TPU涂层织物的推广应用，， ，聚酯纤维的浸胶处理研究也越来越多。。。。LangerHeimojcl6]接纳环氧树脂和含有胺化亚酰胺、N_-毗咯烷基基团的碳一碳链聚合物作为浸胶液活化聚酯纤维，， ，ZaviszaCl7]接纳苯酚关闭苯二异氰酸酯和表氯醇一甘油缩聚的环氧化合物溶液浸渍处理聚酯纤维，， ，Solomon[伯]接纳己内酰胺关闭异氰酸酯和环氧树脂浸胶处理聚酯纤维，， ，均获得了较好的活化效果。。。。辽宁邦迪捻织有限公司[19]在引进德国ZELL公司浸胶装备及手艺的基础上，， ，发明了新型浸胶液配方，， ，其主要组分为二异氰酸盐(60"--80)、环氧树脂(18"--35)、聚乙烯醇／甲基纤维素(0．5～2．5)。。。。]用水溶性的环氧树脂和邻苯二甲酸酐或氯化亚锡作为浸胶液，， ，粘协力提高约15％，， ，研究批注环氧树脂作为前言与聚酯帘线爆发了化学反映。。。。过浸渍改性环氧树脂(sJR_2)和预缩合间苯二酚一甲醛树脂(sJR_1)的水溶液，， ，实现了涤纶织物的外貌粘合活化。。。。22,23]接纳国产关闭异氰酸酯、环氧树脂、黄耆树脂为主要质料，， ，制备出性能质量抵达入口水平的聚酯纤维浸胶液。。。。2浸胶液作用机理浸胶液的作用是在聚酯纤维外貌引入活性基团，， ，进而提高涂层织物的界面粘接强度。。。。对涂层织物而言，， ，聚酯纤维与涂层的粘接作用主要有机械互锁力、范德华作用力及化学键力。。。。浸胶液渗透进纤维或织物内，， ，在纤维和涂层之间爆发气械的咬合，， ，从而爆发气械互锁力。。。。一般浸胶液的渗透作用越强，， ，形成的机械作用力越大；；织物外貌平整度越差，， ，涂层和织物之间的机械互锁力也越大。。。。由于聚酯纤维外貌惰性，， ，亲水性较差，， ，仅在聚酯分子链最后保存少量羧基、羟基，， ，因此范德华作用力的孝顺不大。。。。通过浸胶液与聚酯纤维的反映，， ，在聚酯纤维外貌引入羟基等活性基团，， ，在织物与涂层之间形成化学键，， ，所爆发的化学键力对涂层织物的界面粘接影响大。。。。以D-417浸胶液配方为例，， ，浸胶液与聚酯纤维的反映机理为环氧树脂的环氧基团与聚酯的端羧基之间爆发反映引入活性的一OH，， ，关闭异氰酸酯在高温下解封爆发涯性很强的一NCO基团，， ，一NCC屿聚酯中的一OH起反映或再酯化直接反映。。。。在高温下，， ，还保存异氰酸酯与聚酯中的极性酯起反映，， ，以及异氰酸酯与环氧树脂的交联固化反映，， ，通过反映在聚酯分子中引入活性较强的一OH和一NH，， ，并在聚酯纤维外貌形成树脂状的涂层，， ，使聚酯的极性增强，， ，使得聚酯与涂层质料的化学键合增强。。。。界面研究要领界面研究一直是复合质料研究领域的重点与难点，， ，关于涂层织物，， ，由于纤维外貌的不规则及纤维自己缺乏刚性，， ，加之织物外貌的多孔结构，， ，导致一些古板界面表征手段的应用受到限制，， ，其界面研究的要领越发难题。。。。界面研究要领主要分为以下四个方面：织物浸润性表征、织物外貌形貌表征、界面反映动态历程表征、界面结协力表征。。。。
3．1织物浸润性表征
织物的浸润性表征主要有外貌张力、接触角、润湿时间等。。。。接纳外貌张力仪表征处理前后织物的外貌张力转变，， ，从而对处理效果有个定性的判断。。。。润湿时间也是表征织物浸润性一个很好的参量，， ，其原理是将去离子水测试液滴划分滴到织物外貌，， ，视察液滴在差别时间点的状态，， ，并测试其在织物外貌完全铺展所需的时问。。。。纤维的静态接触角测试难题，， ，一般接纳CahnBalance法丈量液体在纤维外貌的动态接触角，， ，其测试原理为将伸直的纤维竖直地悬挂在电子平衡器一端的钩子上，， ，同时将一个装有液体的烧杯放置在一个可升降的平台上，， ，当液体上升时，， ，悬挂着的纤维以恒定速率接触液体，， ，纤维被液体润湿；；当液体下降时，， ，纤维被去湿。。。。纤维在润湿和去湿时所受的力是差别的，， ，据此可以测定液体对纤维的动态接触角，， ，如式(1)所示叫]。。。。cos0=F／()，， ，·7r·d)(1)式中口为液体在纤维外貌的接触角，， ，F为纤维在润湿或去湿历程所受的力，， ，y为液体的外貌能，， ，d为纤维的直径。。。。
3．2织物外貌形貌表征
虽然碱处理、电晕放电及等离子体处理和浸胶处理对聚酯纤维外貌形貌影响较�。。。。�， ，但借助先进的仪器剖析手段，， ，仍可以视察随处理前后纤维外貌形貌的转变，， ，特殊是粗糙度的转变。。。。扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)是较量常见的无极非金属质料微观形貌剖析手段，， ，SEM电镜的分辨率可达3纳米，， ，AFM显微镜的分辨率达300纳米，， ，恰恰与等离子体处理的作用规模基内情当，， ，可以很好地再现处理前后纤维外貌形貌及粗糙度的转变
3．3界面反映动态历程表征
为了获得定量的处理前后聚酯纤维外貌化学因素信息，， ，可以接纳X光电子能谱、扫描电化学显微镜等先进剖析测试手段对聚酯纤维外貌原子的连系因素和连系状态举行定量剖析，， ，进而推断处理历程对聚酯纤维外貌元素、因素的化学作用及反映历程。。。。
3．4界面结协力表征
判断涂层织物界面处理效果优劣的直接而有用的要领是测试涂层织物的界面结协力，， ，如用于轮胎帘子线界面结协力表征的H抽着力值、涂层织物的剥离强度等。。。。
结论
本文在研究涂层织物界面影响因素的基础上，， ，剖析得出聚酯纤维外貌惰性是影响涂层织物形成优异界面连系的瓶颈，， ，聚酯纤维外貌改性是涂层织物获得优异界面连系的有用步伐。。。。碱液处理和电晕放电及等离子体处理对聚酯纤维外貌活化效果有限，， ，主要应用着重于聚酯纤维印染方面；；浸胶处理是聚酯纤维外貌活化、涂层织物界面连系改善的主要手艺步伐，， ，针对普遍接纳的浸胶液配方，， ，浅析了浸胶处理活化聚酯纤维的作用机理。。。。在涂层织物研究中，， ，界面研究要领深度与广度的缺乏是涂层织物研究希望缓慢的主要原因，， ，随着X光电子能谱、扫描电化学显微镜等先进仪器的应用及动态接触角丈量仪等动态检测仪器的泛起，， ，必将极大地推动涂层织物的界面研究。。。。同时，， ，纤维增强金属基、树脂基、陶瓷基复合质料的研究，， ，关于涂层织物界面研究及界面连系改善有一定的借鉴意义。。。。sdafwfetghe
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