静电纺醋酸纳米纤维的改性与染色文献综述

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1、文献综述静电纺醋酸纳米纤维的改性与染色一、前言部分随着科学技术的进步，纳米纤维的出现引起了人们的日益关注，纳米纤维的应用方面也越来越广泛，近年来，纳米纤维的应用研究与开发明显加快，特别是功能化纳米纤维的发展变化值得注意。纳米纤维和纳米技术的发展趋势一样，越来越多的商品进入人们的现实生活，纳米纤维的应用领域将会越来越广。而目前世界上用得最普遍生产纳米纤维的方法，即静电纺丝法。本文以静电纺所得的醋酸纳米纤维膜为原料，研究其染色性能，包括染料种类、染液浓度、浴比、温度、盐及其浓度、上染方式等因素对其平

2、衡上染率的影响，同时探究纳米纤维尺度对平衡上染率的影响。1.1静电纺丝静电纺丝是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流进行纺丝加工的工艺，是一项制备纳米级纤维材料简单有效的技术。近年来，电纺丝作为一种可制备超细纤维的新型加工方法，引起了广泛的关注。静电纺是目前能够制备直径低至几个纳米的连续纤维的唯一方法。由于静电纺丝所得到的纤维比常规方法得到的纤维细度小，直径大小可以到达亚纳米级甚至纳米级，且所纺纤维具有连续性结构，因此其非织造膜具有超高的特异性比表面积和孔隙率，可用于增强聚合物纳米复

3、合材料、过滤膜材、功能性织物保护涂层、传感器、纳米模板和生物医用材料等。目前国外对电纺丝的研究发展迅速，成果也非常多。而国内的相关研究正处于起步阶段[1]。1.2醋酸纤维醋酸纤维(celluloseacetate)亦称醋酯纤维、醋酸纤维素，即纤维素醋酸酯，泛指二醋酯纤维和三醋酯纤维，它以木材、棉短绒为原料经与醋酸等化工原料反应制得纺丝原料醋片(二醋酯纤维称二醋片、三醋酯纤维称三醋片)，再经纺丝制得纤维。醋酸纤维是纤维素在硫酸催化作用下，其分子中的醇羟基与醋酸酐发生乙酰化反应而生成的纤维素乙酸酯纤

4、维。醋酸纤维与粘胶、铜氨和Lyocell等再生纤维素纤维不同，属于纤维素衍生物纤维。由于纤维葡萄糖结构上的羟基被乙酰化，因此，从原料、加工过程、产品性能来看，醋酸纤维又被称为半合成纤维[2-3]。醋酸纤维是从天然纤维素与醋酸酯化而合成，实际上纤维素分子中的羟基不可能全部酯化，醋酸纤维根据酯化程度不同，可分为二醋酯纤维和三醋酯纤维，不同酯化程度的醋酸纤维有不同的性能和用途。醋酸纤维溶液或熔体易被加工成膜和纤维。一般所说的醋酯纤维是指二醋酯纤维。6它是人造纤维的一种，一般用精制棉子绒为原料制成三醋酸

5、纤维素脂，溶解在二氯甲烷中成仿丝溶液而用干纺法成形，耐光性较好，染色性能较差，一般制成短纤维，可用作人造毛，也可制成强力醋酸纤维。1.3纳米纤维纳米纤维定义有狭义、广义之分。狭义的纳米纤维指直径为纳米尺度范围，即定义为直径是l—lOOnm的纤维。可以将纳米丝和纳米棒与传统的纤维对应，而纳米管则与传统的中空纤维对应，只是直径要小至少两个数量级；广义的纳米纤维指只要纤维中包含有纳米结构，而且又赋予了新的物性，则可以划入纳米纤维的范畴。狭义纳米纤维很难用传统化学加工方法生产。这里有一些例外，即将复合法

6、生产超细纤维的生产推向极至，有望得到纳米纤维。例如，美国Hills公司的超微细旦纺丝技术在每根细旦纤维截面上约有900个岛，经过充分拉伸将海岛型复合高分子纺丝加工，可能使岛相成为纳米直径的微原纤，再将岛相同溶剂洗去，剩下的即是纳米或亚微米纤维[4]。1934年纤维素醋酸纤维电子纺丝专利技术被普遍认为是纳米技术的基础。2004年，捷克Elmarco公司开始了静电纺纳米纤维实验设备的运转，两年后完成了全球第—条静电纺丝纳米纤维生产线NanospideTM的工业化运行，并投放市场。与此同时，多种纳米纤

7、维成形技术也实现了商业化运转。制造纳米纤维的方法有很多，如拉伸法、模板合成、自组装、微相分离、静电纺丝等。其中静电纺丝法以操作简单、适用范围广、生产效率相对较高等优点而被广泛应用。二、主题部分2.1醋酸纤维的发展历史醋酯纤维由瑞士人H.德雷富斯和C.德雷富斯兄弟开发的。他们将生产清漆用的醋酸纤维素溶于丙酮后经喷丝头压出，在热空气流中溶剂挥发，而细流则形成纤维。20世纪20年代开始进行工业化生产。1983年，世界产量为275kt，占人造纤维总产量的9.12％。醋酸纤维起源于20世纪30年代，曾在我

8、国50-60年代流行过，后因种种原因，其发展受到了限制。自21世纪初，醋酸纤维的独特性能被人们重新发掘并重视，受到了人们的关注。醋酸纤维素是源于自然，而具有特殊性能的一种人造纤维，不管它是单独使用或与其他天然的、人造的、合成纱或纤维混纺，都是一种能给服装带来美观、实用和舒适的织物。醋酸纤维的工业生产始于20世纪初。1901年，A·艾新格恩和贝尔成功地对纤维素进行乙酰化，得到三醋酸纤维素；1904年德国Bayor公司发明了干法纺制醋酸纤维素酯纤维，并在法国、英国申请了专利。而19056年三醋酸可溶