中國粉體網(wǎng)訊 原液著色技術(shù)是指在紡絲原液中加入著色劑或者功能助劑,,從而實現(xiàn)有色功能纖維的直接紡制,免去后道的染整過程,。母粒作為原液著色的代表性產(chǎn)品,,主要是指將超常量的著色劑(功能助劑)均勻地負載于載體樹脂中而制備得到的聚集體。
近年來,,我國原液著色聚酯纖維行業(yè)的發(fā)展迅速,。通過在紡絲過程中添加母粒來制備有色功能纖維,可以從源頭上減少廢水和COD的排放,,不僅能夠突出環(huán)境友好的特征,,做到紡織品的安全、健康,、無化學殘留,,還可以一次性賦予纖維色彩與功能。同時,,由于原液著色纖維中的著色劑和功能助劑均勻分散在纖維內(nèi)部,,可以明顯提高纖維的色牢度和功能持久性。
1,、聚酯纖維用母粒制備技術(shù)
(1)傳統(tǒng)母粒工藝
聚酯纖維用母粒(色母粒/功能母粒)的傳統(tǒng)制備方法操作流程簡單,、成本低,且具有較大的市場競爭優(yōu)勢,,目前國內(nèi)外大部分的聚酯纖維母粒都是采用該方法生產(chǎn),。
傳統(tǒng)方法制備聚酯纖維母粒的工藝流程圖
隨著時代發(fā)展,化纖市場對高濃度母粒的需求越來越強烈,。然而用于纖維的著色劑和功能助劑大部分為粒徑較小的粉體,,比表面積大易團聚,,并且堆積密度較小,很難通過傳統(tǒng)制備方法將超高濃度的粉體均勻分散在樹脂中且達到紡絲要求,。
(2)未來母粒工藝
針對母粒傳統(tǒng)制備方式的不足,,未來濕法制備工藝也將成為聚酯纖維母粒行業(yè)的發(fā)展趨勢。濕法制備工藝能夠通過研磨,、均質(zhì)等處理手段,,在較大程度上提高粉體的分散性能。
濕法制備聚酯纖維母粒的工藝流程圖
研磨中通常使用乙二醇作為溶劑介質(zhì),,需要在研磨分散完畢后進行溶劑回收,,這無形中增加了生產(chǎn)成本,且溶劑殘留對后續(xù)產(chǎn)品使用也會有影響,。為了響應國家環(huán)保政策,,同時降低生產(chǎn)成本,可以利用水代替乙二醇等溶劑,。
由于濕法制備工藝流程相對較為復雜,,因此不具備市場競爭優(yōu)勢。通過濕法研磨轉(zhuǎn)相制備聚酯纖維母粒的方式目前還處于實驗室或小規(guī)模生產(chǎn)階段,,尚未形成大規(guī)模產(chǎn)量化,。
2、色母粒在PET聚酯纖維中應用
(1)PET聚酯纖維的發(fā)展與應用
PET聚酯纖維作為當前化學纖維的第一大品種,,具有一系列優(yōu)良性能,,如抗皺性和形態(tài)穩(wěn)定性好,具有較高的強度與彈性恢復能力,,易洗易干,、堅牢耐用。但隨著社會發(fā)展和人們生活水平的提高,,傳統(tǒng)的滌綸織物已不能滿足人們的需求,,人們在追求色彩美觀的同時,更加注重綠色環(huán)保和安全健康,。
(2)PET聚酯纖維功能改性與原液著色
隨著紡絲技術(shù)的發(fā)展,,紡前功能改性逐步發(fā)展成為功能化的一個重要途徑。其中對于聚酯纖維,,使用聚酯載體的高濃母粒添加到紡絲系統(tǒng)中,,通過熔融紡絲可直接制備功能纖維。共混技術(shù)可以根據(jù)需要靈活改變改性助劑的產(chǎn)品種類及含量,,靈活適用于各種纖維功能需求,。
同樣纖維原液著色技術(shù)在生產(chǎn)過程中可以賦予纖維各種顏色,省去下游生產(chǎn)過程中的印染環(huán)節(jié),具有突出的環(huán)境友好特征,。例如使用母粒法制備黑色抗菌聚酯纖維,,可以有效解決以往印染后整理方式存在的能耗高、污染多,、功能性不持久等問題,。
實踐證明,,共混法制備功能纖維的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是母粒的制備,,母粒性能的好壞將會直接影響纖維紡絲的質(zhì)量,母粒中鈦白粉,、炭黑,、石墨烯、碳酸鈣,、二氧化硅等等功能粉體的粒徑大小,、添加量、分散程度都會影響到聚酯的可紡性及織物性能,。
以碳酸鈣為例,,在填充降本的同時,碳酸鈣粉體的粒度,、白度和純度等性質(zhì)對于纖維母粒的質(zhì)量和性能也有影響,。在實際使用中,通常需要對碳酸鈣進行表面處理,,以提高其在樹脂中的分散性和相容性,,從而獲得更好的加工性能和制品質(zhì)量。
如何攻克微納材料功能強化,、色母粒及紡絲過程中的快速均勻分散,、高比例添加與可紡性統(tǒng)籌、多功能耦合協(xié)效等難題,,全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計,、一體化實施是功能色母粒的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的方向。2025年4月10-11日,,由中國粉體網(wǎng)主辦的第四屆全國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會將在安徽·池州舉行,,屆時東華大學副研究員吉鵬將在大會上作《纖維用功能母粒的設(shè)計、制備及應用》主題報告,,從全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計,、一體化實施的角度講解纖維用功能母粒相關(guān)的技術(shù)成果和應用案例。
專家介紹
吉鵬,,男,,東華大學副研究員,博士研究生導師,,中國紡織青年科技獎獲得者,,中國紡織工程學會化纖專業(yè)委員會委員,。兼任中國化學纖維工業(yè)協(xié)會再生分會副秘書長、《合成技術(shù)及應用》期刊編委,。專注于纖維材料成形與循環(huán)再利用研究,,在Macromolecules、ACS Sustainable Chemistry & Engineering和《紡織學報》等期刊發(fā)表論文49篇,,獲得授權(quán)發(fā)明專利74項,,實施技術(shù)轉(zhuǎn)讓24項。
作為負責人主持國家自然科學基金青年基金,、十三五國家重點研發(fā)計劃項目專題,、省級重點研發(fā)項目課題,與國家先進功能纖維創(chuàng)新中心,、中石化,、希音等20余項企業(yè)合作項目。研發(fā)成果獲得2018,、2019,、2020、2024年中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技進步一等獎,、2022年上海市技術(shù)發(fā)明二等獎及國家專利優(yōu)秀獎2項,。
參考文獻:
徐毅明,聚酯纖維母粒的制備及發(fā)展趨勢,,蘇州寶麗迪材料科技股份有限公司
徐毅明,,黑色抗菌聚酯纖維母粒的制備及性能研究,蘇州寶麗迪材料科技股份有限公司
粉體網(wǎng)等
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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