聚酯纤维及织物的电子束辐照改性

摘要 .................................................................................................................................................. I ABSTRACT.....................................................................................................................................VI 目录.................................................................................................................................................... I 1 绪论 .. (1)

1.1国内外辐射加工技术发展的现状 (1)

1.1.1 国外辐射加工情况 (1)

1.1.2 我国辐射加工概况 (3)

1.2辐射技术在高分子材料改性中的应用 (4)

1.2.1辐射聚合 (5)

1.2.2辐射交联 (5)

1.2.3辐射降解 (7)

1.2.4辐射接枝 (7)

1.3电子束对聚合物材料的作用机理 (8)

1.4PET材料的亲水改性研究 (9)

1.4.1聚合过程中添加亲水单体 (10)

1.4.2表面形态结构改性 (10)

1.4.3 表面接枝改性 (11)

1.4.3.1 化学引发剂引发接枝共聚 (11)

1.4.3.2 辐射接枝改性 (11)

1.4.3.3聚酯辐照接枝的机理 (14)

1.4.3.4改善聚酯辐射接枝率的措施 (15)

1.4.4亲水整理剂的涂覆整理 (15)

1.5功能性亲肤、护肤织物的研究现状 (16)

1.5.1护肤织物的研究情况 (16)

1.5.2护肤织物的特性及整理方式 (17)

1.5.3护肤织物常用的原料和产品 (18)

1.5.3.1 护肤整理加工的主要原料与产品 (18)

1.5.3.2常见的护肤织物 (19)

1.6本文的研究工作、目的及意义 (20)

参考文献 (22)

2 实验部分 (28)

2.1电子束辐照对聚酯纤维及织物结构与性能的影响 (28)

2.1.1实验材料及仪器 (28)

2.1.2 电子束直接辐照PET纤维及织物的实验设计 (28)

2.1.3 辐照前后PET纤维及织物的结构与性能评价 (29)

2.2季胺盐接枝改性聚酯纤维的性能研究 (31)

2.2.1 实验材料及仪器 (31)

2.2.2 接枝共聚DMAEA的实验设计 (31)

2.3电子束辐照接枝AMPS/AA改性PET纤维及织物的研究 (33)

2.3.1 实验材料及仪器 (33)

2.3.2 接枝共聚AMPS/AA的实验设计 (33)

2.3.3 接枝共聚AMPS/AA的效果评价 (34)

2.4PET纤维及织物辐照接枝后续功能化整理 (35)

2.4.1 实验材料及仪器 (35)

2.4.2 纤维表面接枝共聚及后续功能整理的实验设计 (36)

2.4.3 纤维表面接枝及后续功能整理的效果评价 (37)

3 电子束辐照对聚酯纤维及织物的结构与性能的影响 (39)

3.1引言 (39)

3.2电子束辐照PET纤维及织物的结果与讨论 (39)

3.2.1 电子束辐照后PET纤维分子量的变化 (39)

3.2.2 电子束辐照后PET纤维结晶结构的变化 (40)

3.2.3电子束辐照PET纤维后表面化学结构分析 (42)

3.2.4 电子束辐照后PET纤维表面形态的变化 (43)

3.2.5 电子束辐照后PET纤维力学性能的变化 (45)

3.2.6 电子束辐照后PET纤维热稳定性能的变化 (46)

3.2.7 电子束辐照后PET织物润湿性能的变化 (51)

3.2.8 电子束辐照PET材料后自由基的情况 (55)

3.3本章小结 (57)

参考文献 (58)

4 季胺盐接枝改性聚酯纤维的性能研究 (59)

4.1引言 (59)

4.2结果与讨论 (59)

4.2.1 接枝率的影响因素 (59)

4.2.2 接枝共聚反应机理与动力学探讨 (65)

4.2.3 接枝纤维表面化学结构分析 (69)

4.2.4 接枝纤维的元素分析 (70)

4.2.5 接枝纤维表面形貌分析 (71)

4.2.6 DMAEA接枝链的季胺化 (72)

4.2.7 接枝纤维季胺化后的抗菌性能 (72)

4.3本章小结 (75)

参考文献 (76)

5 电子束辐照接枝AMPS/AA改性PET纤维及织物的研究 (77)

5.1引言 (77)

5.2结果与讨论 (77)

5.2.1 辐照接枝过程 (77)

5.2.2 接枝率的影响因素 (79)

5.2.3 接枝产品的表面化学结构研究 (83)

5.2.4 接枝产品的表面形态研究 (86)

5.2.5 接枝产品的结晶结构变化 (87)

5.2.7 接枝产品的XPS表征 (90)

5.2.8 接枝产品的吸湿性能研究 (92)

5.3本章小结 (93)

参考文献 (95)

6 PET纤维及织物辐照接枝后续功能化整理 (97)

6.1引言 (97)

6.2结果与讨论 (98)

6.2.1 PET表面固着胶原蛋白 (98)

6.2.1.1 醋酸乙烯酯接枝率影响因素 (98)

6.2.1.2 样品改性前后的回潮率研究 (102)

6.2.1.3 润湿性能 (104)

6.2.1.4 改性前后PET纤维的分子结构 (108)

6.2.1.5 在不同改性阶段的PET纤维表面形貌分析 (111)

6.2.1.6 改性前后PET纤维的表面元素分析 (112)

6.2.1.7 表面固着胶原蛋白的PET织物与皮肤的作用 (113)

6.2.2 PET表面固着玻尿酸 (115)

6.2.2.1 丙烯酸缩水甘油脂接枝率影响因素 (116)

6.2.2.2 环氧基团开环连接玻尿酸 (118)

6.2.2.3 PET改性后表面化学结构的变化 (119)

6.2.2.4 PET改性后吸湿性能研究 (120)

6.2.2.5 表面固着玻尿酸的PET织物与皮肤的作用 (123)

6.3本章小结 (124)

参考文献 (126)

7 结论 (129)

7.1主要结论 (129)

7.2主要创新点 (130)

7.3需要进一步解决和研究的问题 (131)

攻读学位期间取得的学术成果 (132)

致谢 (134)

1 绪论

1.1国内外辐射加工技术发展的现状

辐射加工技术是一门利用高能电离辐射作用使物质的内部发生物理和化学变化，从而提高或改变其某些性能，获得新的材料或产品的科学技术。该技术具有独特的优势，在世界各地迅猛发展。目前，经辐射加工的产品年产值已达数千亿美元，每年仍以10%-15%的速度递增。2009年，国际原子能机构（IAEA）核技术评价报告中指出，同位素与辐射技术是正在为全世界的社会经济发展做出宝贵贡献的领域，就其应用的广度而言，只有现代电子学和信息技术才能与之相提并论[1]。

辐射加工在人类生活的各个领域中发挥着重要作用，尤其是在食品保鲜、医疗卫生用品消毒、三废处理、材料的加工改性和农业育种等方面[2]。其中，食品辐照保鲜、新材料的研制和三废治理，将是今后10年辐射加工发展最快的领域。在世界上，美、欧、日等发达国家的辐射加工技术起步较早、配套比较完善、应用广泛，在其影响和推动下辐射加工已成为一个世界性的产业。许多发展中国家正以极大的热情和切实的步骤发展本国的辐射加工产业，其中γ射线辐照将继续在食品保鲜和医疗卫生用品消毒灭菌中起主要作用，而加速器将在辐射化工中继续发挥着主要作用，尤其是高能量、大功率的电子加速器和X射线设备[3]。

1.1.1 国外辐射加工情况

美国是世界上辐射产业比较发达的国家之一，其产业规模高达6000亿美元，占到国民生产总值的3%左右，其中仅辐射消毒的医疗用品产值就达到1200亿美元，而高分子材料辐射化工产业的产值为58亿美元[4]。美国拥有300多台工业辐照加速器，并且以每年30%~35%的速度递增。美国的辐射加工产业特色比较明显：军用技术与民用技术相结合、军用技术转入民用市场，比如将高性能热收缩材料及制品和经过辐射处理的宇航员食品转向民用市场；辐照装置大型化、专业化，其单座装源能力已超过1200万居里。在食品辐照加工方面，美国进行了有关安全和检疫处理等方面的系统研究，并出台了一系列相应的法律法规，是目前世界上辐照处理农产品及食品商业化最先进的国家之一[5]。

日本的辐照加工产业主要集中在工业方面[4,5]，其中辐射化工行业就有近千家从事辐射加工研究开发的单位，其辐射技术与日本的产业升级密切相关，比如将高性能电线电缆、电子器件、功能材料应用于电子信息产业；通过电子束辐照