新型阻燃親水聚酯纖維的制備及性能

　　由于聚酯纖維成本低、強度高、去污性能好而被廣泛應用于服裝面料以及其他領域，但其回潮率低、染色性差、織物透氣性差、易起毛起球、易起靜電，使聚酯的應用受到限制，而且聚酯易燃，使得應用安全性降低。因此，開發多功能聚酯纖維勢在必行。

　　Kubota等研究公開了一種間苯二甲酸磺酸鈉與聚乙烯醇共同改性具有良好染色性能、吸濕性能的聚酯。2-羥乙基苯基次磷酸是一種磷系反應型阻燃劑，具有良好的阻燃性能。本方法將采用PTA、EG并添加第三單體（SIPE）、第四單體（親水劑）進行共聚反應制備高親水聚酯切片。通過親水切片和含共聚阻燃劑的阻燃母粒共混熔融紡絲方法制備具有阻燃和高親水功能的聚酯纖維，并對其阻燃性能和親水性能進行測試。

　　試驗原料包括：對苯二甲酸、乙二醇、間苯二甲酸二乙醇酯-5-磺酸鈉、聚乙二醇-6000、磷酸三苯酯等。實驗儀器采用了ZG-45型動態真空干燥機、小螺桿紡絲機、壓膜機和八大籃烘箱等。

　　測試方法和結論包括以下幾個方面：

　　第一，特性黏度測定。苯酚四氯乙烷混合溶劑溶解，配制質量濃度為4mg/ml的溶液，在（25±1）℃的恒溫槽中用直徑為0.7~0.8mm的烏式黏度計測量。結論表明，親水聚酯的特性粘度在0.71~0.78dL/g，與普通PET相比有所上升，隨著反應時間的增加，扭矩逐漸增大，即表觀黏度急劇增加。

　　第二，熱重分析。德國耐持儀器制造有限公司研制的TG209F1Iris型號的熱重分析儀，氮氣氛圍，升溫速度為10℃/min，溫度范圍為從室溫到700℃。阻燃母粒在紡絲溫度范圍內熱穩定性良好，不會發生強烈的熱降解。

　　第三，差示掃描量熱法。Q-20型號差示掃描量熱儀，樣品預結晶后，以10℃/min的升溫速率從30℃升至300℃，停留5min，然后降溫至室溫，氮氣氣氛保護。隨著第三單體及第四單體的加入，纖維的熔點逐漸降低，同時由于磺酸基團的極性和空間位阻，使其生長受到影響。

　　第四，紅外光譜分析。采用Nicolet公司研制的NEXUS-670型號的傅里葉紅外測試儀，掃描范圍為4000~400cm﹣1，分辨率為4cm﹣1，掃描次數為32。由于母粒基體為PET，因此與親水聚酯切片的紅外光譜十分相似，這一方面是由于阻燃劑單含量較少的緣故，另一方面是由于含磷阻燃劑的特征峰與PET特征峰重疊的原因。

　　第五，表面接觸角測試。采用OCA40Micro型號視頻接觸角測試儀是25℃條件下測試，測試前將樣品壓成50mm×10mm×3mm的樣條。材料表面引入極性基團數目越多，材料的表面能越高，濕潤性越好，材料表面的接觸角越小。

　　第六，阻燃性能測試。將試樣在熔融狀態下制成樣條，用意大利ATSFAAR型號的高溫氧指數測試儀，按照GB/T2406-1993《塑料燃燒性能測試方法氧指數法》進行測試。加入阻燃母粒的PET樣條的極限氧指數達到30.1%~34.2%，為難燃級材料，阻燃性能有了很大的提升。

　　綜上得出結論：運用紅外光譜方法對親水聚酯切片的組成和結構進行了表征，證實了共聚酯的結構與預期的相符合；用熱重分析對親水聚酯切片的熱穩定性進行了表征，表明其熱性能與PET相比變化不大；使用了DSC對親水聚酯切片的熱性能進行了表征，說明除四單外親水單體的加入破壞了親水聚酯中鏈段的規整性，使得共聚酯的結晶能力下降；對阻燃親水聚酯的阻燃性能進行了表征，表明其極限氧指數大于30%，兩種反應型阻燃劑能起到很好的阻燃效果；對阻燃親水聚酯的親水性能進行了表征，測試結果表明：其親水性能良好，且與助燃劑含量關系不大。
　?。ū疚淖髡撸簴|華大學材料科學與工程學院 方孝芬 王朝生）