專利名稱：超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維及其制備方法
技術領域：
本發明屬于可染細旦聚丙烯纖維及其制備領域，特別涉及一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維及其制備方法。
背景技術：
聚丙烯纖維是五大合成纖維之一，具有原料豐富、價格較低、比重輕、疏水性及保暖性好，且耐腐蝕、抗霉變，可生產芯吸作用良好的織物。但由于聚丙烯分子中沒有可與任何染料分子相結合的極性基團，且聚丙烯纖維的結晶度很高，結構緊密，內部缺乏染料擴散必需的孔隙，由界面電荷所引起的排斥效應較為強烈，疏水性較為顯著，因而染料分子只能擴散或滲透到纖維分子的無定型區，而不能進入晶區。所以，PP纖維的染色性能很差，達不到使用要求。目前，雖然應用于細旦丙綸染色改性的方法較多，然而在制備過程中以及所得產物上都存在一定的問題。東華大學Xin Huangm等將丙烯酸系單體(丙烯酸和丙烯酸丁酯)和苯乙烯以BPO為引發劑進行自由基共聚，共聚產物作為添加劑和PP共混紡絲，無定型區域的增加和PP /PS之間存在的界面使染料分子進入纖維，提高了其染色性能，同時由于改性PS中極性基團的存在提高了染色牢度。然而，不同單體的反應活性不同，溫度、溶劑及pH等都對單體的競聚率有顯著的影響，得到的共聚產物其結構多樣，共聚物組成和序列分布無法有效控制，使得共聚物的制備成本較高，難以大規模生產。Xiubing Hua[2]等人利用原位懸浮聚合法制備聚苯乙烯/膨潤土(PS-Garamtie)復合粒子，將該復合粒子引入到PP基體中，組成新的PP / PS-Garamite三元共混體系,賦予PS及膨潤土在PP基體中的良好分散性能，使共混體系具有良好的可紡性，研究PP纖維的染色性能改善情況。然而當無機納米粒子加入量較少時則染色性能不能達到要求，當無機納米粒子加入量足夠時纖維的可紡性及成纖的強度又隨其增加而降低。S. M. Burkinshawt3]等人以荷蘭帝斯曼公司生產的超支化聚酰胺酯(商品名為HybranePS2550, 50%端羥基以硬脂酸封端)作為改性劑與PP粉料進行雙螺桿共混擠出，研究了改性劑對聚丙烯纖維可紡性和染色性能的影響。發現當添加量為3%時，PP纖維的可紡性和纖維的物理性能幾乎沒有任何影響，但卻可以極大地提高纖維的可染性和染色牢度。不過國外超支化聚酰胺酯不易獲得且價格昂貴，若想應用于國內產業化生產非常困難，同時超支化聚合物低的軟化點使得其去聚丙烯共混時易粘附于螺桿加料口，造成共混不勻及生產中斷。因此，找到一種廉價改性劑，并較易引入PP基體中的共混改性方法，是有效地解決上述問題的關鍵。[I]Huang Xinj Yu Haoj Blends of Polypropylene and Modified Polystyrenefor Dyeable Fibers,Journal of Applied Polymer Science，2005，v96:2360-2366.[2]花秀兵，張瑜，閻惠至，陳彥模.聚丙烯/聚苯乙烯/膨潤土共混體系的結晶性能和熱性能研究.合成纖維，2010, (I) : 14-16.[3]S. M. Burkinshaw, P. E. Froehling, M. Mignanelli. The effect ofhyperbranched polymers on the dyeing of polypropylene fibres. Dyes andPigments, 2002, 53:229-23
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維及其制備方法，該可染細旦聚丙烯纖維染色效果好，纖維強度好，該方法操作簡單，成本低，可規模化生產。
本發明的一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維，該可染細旦聚丙烯纖維按重量百分比包括1-10%的超支化聚合物/聚烯烴復合粒子和90-99%的聚丙烯粒子；所述的超支化聚合物/聚烯烴復合粒子中超支化聚合物與烯烴單體的重量比為5-20 :80-110。所述的烯烴單體為苯乙烯。所述的超支化聚合物為ΗΒΡ-1、ΗΒΡ-2、ΗΒΡ-3 (市售)中的一種或幾種，ΗΒΡ_1、ΗΒΡ_2和ΗΒΡ-3的結構式如下
權利要求
1.一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維，該可染細旦聚丙烯纖維按重量百分比包括1-10%的超支化聚合物/聚烯烴復合粒子和90-99%的聚丙烯粒子；所述的超支化聚合物/聚烯烴復合粒子中超支化聚合物與烯烴單體的重量比為5-20 80-110。
2.根據權利要求I所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維，其特征在于所述的烯烴單體為苯乙烯。
3.根據權利要求I所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維，其特征在于所述的超支化聚合物為ΗΒΡ-1、ΗΒΡ-2、ΗΒΡ-3中的一種或幾種，HBP-1、HBP-2和HBP-3的結構式如下
4.如權利要求I所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維的制備方法，包括(1)將超支化聚合物、烯烴單體和引發劑混合加入到含有分散劑的水溶液中，通氮氣60^90分鐘，邊攪拌邊反應，待粒子硬化后，經洗滌、烘干，即得超支化聚合物/聚烯烴復合粒子；(2)將上述超支化聚合物/聚烯烴復合粒子與聚丙烯粒子熔融共混，擠出冷卻并切粒，得到共混切片；將得到的共混切片熔融紡絲，最后卷繞、牽伸即得到可染細旦聚丙烯纖維。
5.根據權利要求4所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的超支化聚合物、烯烴單體和引發劑的重量比為5-20:80-110:0. 5-1. 5。
6.根據權利要求4所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的分散劑為聚乙烯醇，其與超支化聚合物的重量比為 1:2-2:I。
7.根據權利要求4所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的引發劑為過氧化苯甲酰。
8.根據權利要求4所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的邊攪拌邊反應的具體操作為在75°C下進行加熱攪拌，而后升溫至80°C反應f 3h，再升溫至90°C反應I飛h，最后升溫至95°C反應直至粒子硬化。
全文摘要
本發明涉及一種超支化聚合物/聚烯烴復合粒子可染細旦聚丙烯纖維及其制備方法，該可染細旦聚丙烯纖維按重量百分比包括1-10%的超支化聚合物/聚烯烴復合粒子和90-99%的聚丙烯粒子；其制備方法包括(1)將超支化聚合物、烯烴單體和引發劑混合加入到含有分散劑的水溶液中，通氮氣，邊攪拌邊反應，待粒子硬化后，經洗滌、烘干，得超支化聚合物/聚烯烴復合粒子；(2)將上述超支化聚合物/聚烯烴復合粒子與聚丙烯粒子熔融共混，擠出冷卻并切粒，得到共混切片；將得到的共混切片熔融紡絲，最后卷繞、牽伸即可。本發明的可染細旦聚丙烯纖維的染色效果好，染色牢度高，纖維強度好；本發明的制備方法操作簡單，成本低，可規模化生產。
文檔編號C08F212/08GK102926019SQ201210448930
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月9日 優先權日2012年11月9日
發明者俞昊, 傅武興, 陳彥模, 張瑜, 閻惠至 申請人:東華大學