熱壓印納米結構在化學纖維結構顯色上的應用和研究.pdf

1、隨著科學技術的不斷進步和全球工業(yè)的迅速發(fā)展,清潔、生態(tài)的工業(yè)生產和加工技術越來越受到人們的關注。目前,國內外紡織工業(yè)已經開始越來越多的研究,期望達到最大限度地增強顏色效應,最大限度利用結構生色,減少染料、顏料用量,或簡化縮短染整加工工藝,達到減少污染、省水節(jié)能的目的。瑞士聯(lián)邦材料研究中心通過運用熱壓印的方法在纖維表面印上被精確設計的微結構,改善纖維、紡織品的相關性能。本文旨在研究熱壓印技術在纖維結構顯色上的運用,探索一種全新的、簡潔的加

2、工方法,研究開發(fā)一種新型功能纖維紡織品。本課題選用polyamide 6聚酰胺纖維、polyamide 66聚酰胺纖維、polypropylene聚丙稀纖維、polyethylene terephthalate滌綸纖維、polymethyl methacrylate聚甲基丙烯酸甲酯纖維和polypropylene-polyetheylene terephthalate雙組份纖維等不同種類的紡織化學纖維,運用熱壓印技術在其表面壓印納米級的

3、微結構,研究熱壓印紡織材料可行性。通過測試經過加工的纖維的物理機械性能,觀察纖維表面微結構,探索可行的加工工藝參數(shù),為下一步開發(fā)微結構顯色纖維的研究分析奠定基礎,同時為產品開發(fā)提供參考。研究表明,在可行溫度和壓力范圍內,上述各種纖維都可以通過熱壓印技術表面微結構化。壓印溫度可提高纖維表面微結構化區(qū)域的寬度并在纖維表面得到更均勻的微觀結構。但在過高的溫度和壓力下,微結構化纖維的同時,也有將纖維壓平的趨勢,使纖維截面改變。通過單因子實驗,以

4、PMMA(polymethyl methacrylate)纖維為研究對象,研究了熱壓印工藝參數(shù)對結構顯色纖維性能的影響,得出了不同熱壓印工藝參數(shù),壓印溫度、羅拉壓力和纖維壓印加工速度分別對于纖維表面壓印寬度、纖維結構色飽和度、纖維強力和伸長的影響,其中纖維表面壓印的寬度與結構色飽和度可視為纖維結構顯色性能的指標,纖維的強力和伸長是其機械物理性能的指標。而后通過正交設計實驗,分析不同工藝參數(shù)對纖維性能的影響關系,獲得各影響因素的顯著性和較

5、優(yōu)化工藝參數(shù),為結構顯色纖維的研究和發(fā)展提供可靠依據(jù)。試驗結果表明對于纖維表面微結構區(qū)域的寬度而言,壓印溫度是主要因素;對于纖維結構色的飽和度而言,壓印壓力是主要因素;壓印速度是纖維機械性能的主要因素。在較優(yōu)工藝參數(shù)選擇時,選用高水平的壓力以保證較好的色彩飽和度,中水平的速度以得到較好的纖維強力和伸長,以及中水平的溫度,較優(yōu)工藝參數(shù)選擇為:壓印溫度為100℃,壓印壓力為200mbar,壓印速度為3.4cm/s。最后對纖維結構顯色性能測試