熱壓印納米結(jié)構(gòu)在化學(xué)纖維結(jié)構(gòu)顯色上的應(yīng)用和研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和全球工業(yè)的迅速發(fā)展,清潔、生態(tài)的工業(yè)生產(chǎn)和加工技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。目前,國(guó)內(nèi)外紡織工業(yè)已經(jīng)開(kāi)始越來(lái)越多的研究,期望達(dá)到最大限度地增強(qiáng)顏色效應(yīng),最大限度利用結(jié)構(gòu)生色,減少染料、顏料用量,或簡(jiǎn)化縮短染整加工工藝,達(dá)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(guò)運(yùn)用熱壓印的方法在纖維表面印上被精確設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu),改善纖維、紡織品的相關(guān)性能。本文旨在研究熱壓印技術(shù)在纖維結(jié)構(gòu)顯色上的運(yùn)用,探索一種全新的、簡(jiǎn)潔的加

2、工方法,研究開(kāi)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(lèi)的紡織化學(xué)纖維,運(yùn)用熱壓印技術(shù)在其表面壓印納米級(jí)的

3、微結(jié)構(gòu),研究熱壓印紡織材料可行性。通過(guò)測(cè)試經(jīng)過(guò)加工的纖維的物理機(jī)械性能,觀(guān)察纖維表面微結(jié)構(gòu),探索可行的加工工藝參數(shù),為下一步開(kāi)發(fā)微結(jié)構(gòu)顯色纖維的研究分析奠定基礎(chǔ),同時(shí)為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供參考。研究表明,在可行溫度和壓力范圍內(nèi),上述各種纖維都可以通過(guò)熱壓印技術(shù)表面微結(jié)構(gòu)化。壓印溫度可提高纖維表面微結(jié)構(gòu)化區(qū)域的寬度并在纖維表面得到更均勻的微觀(guān)結(jié)構(gòu)。但在過(guò)高的溫度和壓力下,微結(jié)構(gòu)化纖維的同時(shí),也有將纖維壓平的趨勢(shì),使纖維截面改變。通過(guò)單因子實(shí)驗(yàn),以

4、PMMA(polymethyl methacrylate)纖維為研究對(duì)象,研究了熱壓印工藝參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)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(duì)于纖維表面壓印寬度、纖維結(jié)構(gòu)色飽和度、纖維強(qiáng)力和伸長(zhǎng)的影響,其中纖維表面壓印的寬度與結(jié)構(gòu)色飽和度可視為纖維結(jié)構(gòu)顯色性能的指標(biāo),纖維的強(qiáng)力和伸長(zhǎng)是其機(jī)械物理性能的指標(biāo)。而后通過(guò)正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),分析不同工藝參數(shù)對(duì)纖維性能的影響關(guān)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(jié)構(gòu)顯色纖維的研究和發(fā)展提供可靠依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)于纖維表面微結(jié)構(gòu)區(qū)域的寬度而言,壓印溫度是主要因素;對(duì)于纖維結(jié)構(gòu)色的飽和度而言,壓印壓力是主要因素;壓印速度是纖維機(jī)械性能的主要因素。在較優(yōu)工藝參數(shù)選擇時(shí),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(qiáng)力和伸長(zhǎng),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(duì)纖維結(jié)構(gòu)顯色性能測(cè)試