羥甲基丙胺是蠶絲接枝共聚增重的常用單體,接枝增重后,既能保持真絲固有光澤、吸濕等優(yōu)異性能,彌補(bǔ)真絲煮練脫膠所造成的重量損失,又能賦予真絲織物厚實(shí)挺括的風(fēng)格。在工業(yè)生產(chǎn)中,接枝共聚的增重是以水為加工介質(zhì)的。接枝共聚同時(shí)發(fā)生水相均相聚合,反應(yīng)后殘留的單體較多,導(dǎo)致單體接枝效率低。此外,蠶絲的接枝增重往往是由過硫酸鹽引起的。由于硫酸鹽自由基的氧化,接枝絲變黃。羥甲基丙烯酰胺在絲綢接枝中的難點(diǎn)是什么?

1. 反應(yīng)速度難以控制

在影響反應(yīng)速率的因素中,我們看到了硫酸加成方式對(duì)接枝效率的影響。在此基礎(chǔ)上,引入了氧化還原引發(fā)體系,優(yōu)化了過氧化氫/亞硫酸鈉,研究了其與KPS結(jié)合對(duì)枝晶聚合動(dòng)力學(xué)、接枝率、增重絲白度等性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在傳統(tǒng)的接枝增重絲工藝中,反應(yīng)速率在接枝反應(yīng)初期迅速增加,然后急劇下降。在反應(yīng)初期,水相中自由基的形成速度過快,高濃度的自由基使均聚反應(yīng)很容易發(fā)生,產(chǎn)生更多的均聚物;在反應(yīng)的中后期,接枝共聚反應(yīng)非常緩慢,還剩下很多單體,接枝效率不高。結(jié)果表明,僅通過降低反應(yīng)溫度或單體含量難以控制接枝反應(yīng)速率。

2. 泛黃研究的困難

在引發(fā)劑總用量不變的情況下,投加KPS可降低初始反應(yīng)速率,使接枝反應(yīng)以穩(wěn)定的反應(yīng)速率順利進(jìn)行,降低了水相均聚反應(yīng)速率。反應(yīng)中后期,接枝速率相對(duì)增加,反應(yīng)溶液中殘留單體數(shù)量減少,且減少的殘留單體僅參與接枝反應(yīng),接枝共聚效率明顯提高。通過對(duì)加量絲黃變的研究,發(fā)現(xiàn)氧化還原引發(fā)體系能提高接枝絲的白度,并選擇較好的氧化還原引發(fā)體系形成復(fù)合引發(fā)體系。以H2O2 / Na2SO3為接枝劑,要分兩批接枝增重絲藍(lán)白度。

可以提高羥甲基丙烯酰胺反應(yīng)后期的接枝共聚速率,不同的引發(fā)劑體系引發(fā)后,絲的紅外光譜出現(xiàn)新的吸收峰。從x射線衍射可以看出,接枝反應(yīng)主要發(fā)生在絲的無定形區(qū);熱重分析表明,接枝絲的熱穩(wěn)定性略有提高;染色試驗(yàn)表明,接枝絲可按常規(guī)染色工藝染色,但活性染料的固色率隨著增重率的增加而逐漸降低,酸性染料的上染率略有提高。