层压复合防酸织物的制备及其性能.pdf

第 卷 第 期 年 月现代纺织技术 .:.层压复合防酸织物的制备及其性能刘延波张天艺庞蓉蓉陈志军杨 波(.武汉纺织大学.纺织科学与工程学院.省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室武汉 .天津工业大学纺织科学与工程学院天津)摘 要:防酸织物在减少酸性液体对人体的损害方面具有重要的意义 设计了一种综合性能优异的多层层压复合型防酸织物其中表层和里层是经过防酸碱整理剂和强力提升剂后整理的涤纶机织面料芯层是静电纺和热轧处理后的 纳米纤维膜 结果表明:热轧后的 纳米纤维膜拉伸强力有所提升纤维直径分布在.孔径分布在 防酸效果较好复合织物的酸接触角为.().()的拒液效率为.酸穿透时间大于 耐水洗效果较好透气率为.透湿量为.()同时具备良好的力学性能浸 酸后强力下降率在 以下关键词:静电纺丝 纳米纤维膜 防酸复合织物 层压复合中图分类号:.文献标志码:文章编号:()收稿日期:网络出版日期:基金项目:国家自然科学基金项目()“武汉英才”湖北省武汉市高层次人才项目(武财行)作者简介:刘延波()女吉林农安人教授博士主要从事静电纺丝技术与原理方面的研究通信作者:杨波:.长期在酸性环境中作业的劳动者经常由于酸的强腐蚀性容易发生安全事故给身体甚至生命造成巨大的损害 含氟材料由于表面能极低而具有很好的耐腐蚀效果 聚四氟乙烯()除了 元素外只含有 元素具有优异的抗酸碱及有机溶剂性能但含氟量越高降解难度越大且 生产成本高加工难度大 聚偏氟乙烯()兼具氟树脂和通用树脂的特性也具有良好的耐化学腐蚀性其共聚物聚偏氟乙烯六氟丙烯()是在 基础上聚合了 的六氟丙烯在保留了 优异性能的同时降低了熔融温度含氟量也一定程度上得到了提高有利于提高耐腐蚀性能 但 和 的含氟量相对 来说少很多易黏合 目前主要报道的防酸织物大多是织物表面整理或将纳米纤维沉积在织物表面制得存在透气透湿性差或纳米纤维易破坏等缺陷 静电纺丝技术是制备直径为纳米级别(几十纳米到几百纳米)的微孔膜材料的主要方法之一由静电纺丝所得的纤维膜比表面积大孔径小孔隙率高近年来人们从多个角度对防酸织物进行了讨论研究 李静等从分析防水剂整理加涂层整理在织物上的防酸碱原理出发确定试验最佳工艺参数制作的涤棉混纺防酸织物已在化工和军队行业得到推广应用 等基于改性 沥青与静电纺丝技术结合制备了无氟防酸透气复合织物 彭洪阳通过合成水分散性纳米 含氟聚合物复合乳液并将其用在涤纶织物防酸整理中为开发综合性能优异的防酸织物对面料进行多层结构设计利用层压复合技术制备了一种多层复合结构的面料 表层和里层采用耐酸的涤纶机织物通过含氟整理剂和强力提升剂对其进行整理使面料具有疏酸效果同时可为复合织物提供较高的力学性能 芯层采用静电纺丝方法制备的 纳米纤维复合膜由于孔径小、纤维直径小可以阻挡一部分酸蒸汽透过表层面料而伤害到人体皮肤 黏结层采用对酸、碱等无机药品及溶剂有优良的耐药品性的聚醚砜()热熔网膜既不会损失过多的透气透湿性又具有良好的黏合能力本文从防酸整理角度出发结合了静电纺丝技术、层压复合技术制作的复合织物以期为新的防酸织物开发提供参考 实 验.主要原料与试剂二甲基甲酰胺(国药集团化学试剂有限公司)聚偏氟乙烯(型东莞市展阳高分子材料有限公司)聚偏氟乙烯六氟丙烯(型东莞市展阳高分子材料有限公司)盐酸(国药集团化学试剂有限公司)硫酸(信阳市化学试剂厂)冰醋酸(国药集团化学试剂有限公司)氢氧化钠(国药集团化学试剂有限公司)去离子水(实验室自制)型防酸碱整理剂(上海绿铜物资有限公司)交联剂(惟勤纺织助剂有限公司)强力提升剂(浙江福尔普生新型材料有限公司)热熔网膜(型 上海星霞高分子制品有限公司)涤塔夫面料(纯涤纶苏州华和纺织有限公司)涤纶平纹机织布(涤纶 碳纤维导电纱东莞市虎门云帆纺织品经营部).芯层 纳米纤维膜的制备 以 为溶剂制备质量分数分别为 的 和 的 的纺丝溶液喂液速度分别为.和.控制纺丝电压为 接收距离为 使两种纺丝液的针管数之比为 并交叉分布在可以横向往返移动的纺丝板上接收装置为带离型纸的匀速转动的滚筒通过控制纺丝时间得到不同厚度的复合纳米纤维膜将纳米纤维膜先放入鼓风干燥箱中 处理 去除未挥发的溶剂然后利用 型平板式压烫机对纳米纤维膜进行热轧得到强力较高的 纳米纤维复合膜其中热轧条件为:热压温度 时间 压力.表里层面料后整理处理以涤纶平纹机织布作为防护服的表层涤塔夫面料作为里层 先分别用无水乙醇和去离子水将面料超声清洗 烘 备用 用质量浓度为 的 型防酸碱整理剂加去离子水配制整理液再加入 拉伸强力提升剂取适量的冰醋酸调节 值在 范围再加入 交联剂适当搅拌 将清洗后的面料放入整理液中浴比 室温下浸渍搅拌 将面料放入鼓风干燥箱中预烘条件为 烘焙条件为 .层压复合防酸织物的制备以 热熔网膜为黏结剂通过层压复合的方式将上述得到的表层、芯层、里层复合在一起以热压温度()、热压时间()和热压压力(.)的三因素三水平正交试验探究合适的层压复合条件复合防酸织物(以下简称复合织物)面料示意图如图 所示图 层压复合防酸织物面料示意.第 期刘延波 等:层压复合防酸织物的制备及其性能.测试与表征采用 型扫描电镜对热轧前后的纳米纤维膜及整理前后的表层面料的表面形貌进行表征 采用数显千分测厚规(量程:精度 )对纳米纤维膜进行厚度测量 采用 气体渗透法孔径分析仪测试纳米纤维孔径 采用 型全自透气透湿性检测仪参照 纺织品 织物透气性测定测试透气性 根据.纺织品 织物透湿性试验方法 标准中的正杯法使用 型电脑式透湿测试仪测试透湿性 采用 型全自动静水压测试仪按照 纺织品 防水性能的检测和评价标准测试耐静水压值抗静水压等级和防水性能评价为 (级)(级)(级)(级)(级)(级)采用 型光学接触角测试仪测试接触角以对酸液的接触角的方式来表征纳米纤维膜以及复合织物的防酸性能 采用.型微机控制电子万能试验机依据 .塑料 拉伸性能的测定测试纳米纤维膜的拉伸断裂强力按照 复合织物剥离强力测试方法对层压织物的剥离强度进行测试 按照 .纺织品 织物拉伸性能采用 型电子织物强力机测试浸酸前后的复合织物的拉伸性能 浸酸条件为:层压复合织物在 溶液中浸入 再放入.的 溶液中中和 然后烘干 采用 型电子织物强力机按照 纺织品 织物撕破性能测试复合织物的撕裂强力采用单舌形试样 根据 防护服装 酸碱类化学品防护服的标准对防酸面料进行测试酸碱穿透时间:(洗前).(洗后一级)只采用了 测试复合织物浸酸前后拉伸强力结果如图 所示 由图 可知整理前后的面料浸酸前其拉伸断裂强力均大于国标要求但未整理前的面料强力大于整理后的面料强力这可能是因为后整理处理过程对面料有损伤 浸酸后面料拉伸强力都有一定程度的下降未经过整理的面料经向强力下降率为.纬向下降率为.经过整理后的面料经向强力下降率为.纬向强力下降率为.整理后复合织物的强力及其下降率达到了要求 这是因为复合织物表面的含氟物质以及涂层结构在一定程度上阻止了酸液对纤维结构的破坏图 浸酸前后复合织物的拉伸强力.复合织物的撕破强力从表 数据可以看出经过整理后的复合织物的最小撕破力最低达到了.根据 防护服装 酸碱类化学品防护服织物类防护服面料要求其撕破强力需经向不小于 、纬向不小于 其完全达到了国家标准表 复合织物的经纬向撕破强力.方向最大撕破力最小撕破力 峰均值经向.纬向.结 论本文将静电纺丝技术、后整理工艺、层压复合工艺用于复合防酸织物的开发 经过一系列测试得到以下结论:)酸液接触角随着 电纺膜厚度的增大而有所增大 热压处理后纤维之间出现了粘连其应力大约提升了.纤维直径主要分布在.范围内孔径主要分布在 范围内孔径较小)强力提升剂浓度不变用不同浓度的防酸碱整理剂对涤纶机织面料和涤塔夫面料整理后复合织物均获得了良好的防酸效果当防酸碱整理剂浓度为 时其接触角为.().()的拒液效率为 酸穿透时间大于 耐水洗效果较好耐静水压值达到了 透气率为 透湿量为.()同时具备良好的力学性能浸 酸后强力下降率在 以下)层压复合的优选条件为:热压温度为 热压时间为 热压压力为.剥离强力约为.参考文献:.:.():.现代纺织技术第 卷:.():.石敏王騊王晟.快速油水分离用 超疏水膜的一步法制备及性能.现代纺织技术():.():.:.刘延波马营孙健等.电纺 复合纳米纤维膜及其防水透湿性能评价.天津工业大学学报():.():.李小力夏鑫诸葛依娜等.氟橡胶聚氨酯含氟聚氨酯静电纺复合织物的制备及防酸透湿性分析.轻纺工业与技术():.():.张庆乐邵一卿王晨玫孜等.无氟防酸透湿复合织物的制备及其性能.毛纺科技():.():.朱染染岳洪印陈永辉等.静电纺 纤维膜的制备及其性能.现代纺织技术():.():.苏芳芳经渊宋立新等.我国静电纺丝领域研究现状及其热点:基于 数据库的可视化文献计量分析.东华大学学报(自然科学版)补充:卷(期):.:.()补充:卷(期):.葛烨倩周荣鑫黄伟炎.共混 纳米纤维隔膜材料制备与研究.现代纺织技术():.():.().:.李静王红卫马珮珮等.防酸碱抗静电防护织物的开发.针织工业():.():.():.彭洪阳.水分散性纳米 含氟聚合物复合乳液的合成及其在纺织品防酸整理中的应用.上海:东华大学.:.邵一卿.类荷叶表面防酸复合面料的制备及防酸透湿性能研究.乌鲁木齐:新疆大学.:.:.第 期刘延波 等:层压复合防酸织物的制备及其性能 (.):.:现代纺织技术第 卷