聚乙烯醇阻燃變色纖維的制備與表征研究.pdf

1、智能變色紡織品由于其廣泛的用途而受到紡織界的青睞，目前較成熟的制作變色紡織品的方法大多采用涂料印花的工藝，但該方法制作的變色紡織品存在著織物手感變硬，豐盈感變差，透氣性變差等缺點(diǎn)，如果采用變色纖維制作的變色織物，則可以有很好的透氣性、手感、耐洗滌，且在后整理中不需染色而符合環(huán)保理念。
　　熱敏變色纖維是利用熱敏變色材料在受熱或冷卻時(shí)可見吸收光譜發(fā)生變化的性質(zhì)而開發(fā)的一種功能纖維，采用微膠囊法制備的熱敏變色纖維耐久性好，變色性能穩(wěn)定

2、，是近年熱敏變色纖維研究的熱點(diǎn)，國外學(xué)者嘗試將熱敏劑添加在聚丙烯、天絲等紡絲液中紡制熱敏變色纖維用于高溫警示領(lǐng)域，品種十分有限，且熱致變色纖維都為有色變?yōu)闊o色的單層次變色產(chǎn)品。同時(shí)，高溫極易使熱敏變色纖維制品燃燒引起火災(zāi)，因此對熱敏變色纖維進(jìn)行阻燃改性十分必要。
　　聚乙烯醇作為一種優(yōu)良的成纖材料，廣泛應(yīng)用于服用紡織品和產(chǎn)業(yè)紡織品領(lǐng)域。本文以結(jié)晶紫內(nèi)酯（CVL）微膠囊為熱敏變色物質(zhì)，聚乙烯醇（PVA）為聚合物基體制備復(fù)合紡絲液，采

3、用數(shù)顯勻膠技術(shù)和濕法紡絲工藝制備了熱敏變色聚乙烯醇膜和纖維，并在紡絲液中加入超細(xì)微膠囊化紅磷（MRP）以改善熱敏變色聚乙烯醇纖維的阻燃性能；運(yùn)用X-射線衍射分析、紅外光譜分析、差示掃描分析、SEM形貌觀察等對纖維的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征，研究熱敏變色微膠囊及微膠囊含量對薄膜及纖維各基本性能的影響。結(jié)果表明：
　　1）實(shí)驗(yàn)用的微膠囊90％以上粒徑在6μm以下，粒徑在3-4μm的微膠囊分布最多，這符合一般紡絲的要求；微膠囊耐溫臨界溫度為2

4、30℃，且在230℃不能加熱超過15min；熱敏變色微膠囊可耐酸性為pH=3~4，耐堿性為pH=12~13；熱敏變色微膠囊對于丙酮、苯、DMF、DMAc和乙酸乙酯等常見有機(jī)溶劑有很好的的耐溶劑性能，因此在紡絲過程中，可以與以上有機(jī)溶劑共混。
　　2）微膠囊含量為1%~5%時(shí)基本可以均勻分散，含量大于5%時(shí)出現(xiàn)少許團(tuán)聚，整體而言微膠囊在制備的熱敏變色聚乙烯醇薄膜中分散良好；紅外光譜分析結(jié)果表明，添加了熱敏劑的PVA復(fù)合膜特征峰與PV

5、A膜相比并無太大變化，說明微膠囊的加入對聚乙烯醇的主要化學(xué)組成沒有多大的影響。通過X射線衍射(XRD)分析可知，復(fù)合膜曲線在衍射角為11.13°，19.17°，22.19°出現(xiàn)明顯的衍射峰，這與PVA的衍射峰一致，說明變色劑并沒有改變PVA的結(jié)構(gòu)，但PVA復(fù)合膜的結(jié)晶度較PVA膜有所降低。微膠囊的加入對薄膜的力學(xué)性能產(chǎn)生了顯著影響，微膠囊含量為9%時(shí)，薄膜的強(qiáng)力損失達(dá)52.9%。對薄膜進(jìn)行變色過程表征，薄膜達(dá)到預(yù)期可逆變色效果。

6、　　3）制備的熱敏變色聚乙烯醇初生纖維沿徑向存在嚴(yán)重的皮芯結(jié)構(gòu)，其表面基本光滑，微膠囊在纖維中分散效果較為理想，含量大于5%時(shí)出現(xiàn)少許團(tuán)聚。微膠囊對熱敏聚乙烯醇纖維的主要化學(xué)組成沒有很大的影響。微膠囊的存在導(dǎo)致纖維斷裂強(qiáng)力下降較大，在紡絲液中加入0.08%的硼酸后，纖維的斷裂強(qiáng)度明顯提高，可達(dá)到不經(jīng)處理的純PVA纖維和熱敏PVA纖維的2倍以上。熱敏變色PVA纖維的微結(jié)構(gòu)與普通PVA纖維相比，結(jié)晶度較低，無定型含量高，導(dǎo)致熱敏變色PVA纖

7、維的吸濕性能高于普通PVA纖維。熱敏變色PVA纖維的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)均低于普通PVA纖維。對微膠囊含量為5%的纖維進(jìn)行加熱到40℃時(shí)常溫冷卻回復(fù)，可完全完成可逆變色，其變色時(shí)間需6.75秒。熱敏變色纖維具有良好的耐熱性能和耐疲勞性，但紫外照射的時(shí)間對熱敏變色纖維的影響較大，所以它不適宜長期暴露在紫外線下。
　　4）微膠囊紅磷的加入對熱敏變色纖維的阻燃性能有一定改善，但紅磷的添加導(dǎo)致熱敏變色纖維強(qiáng)力和斷裂伸長率下降，而且隨著添加量的增