羟甲基丙胺是蚕丝接枝共聚增重的常用单体,接枝增重后,既能保持真丝固有光泽、吸湿等优异性能,弥补真丝煮练脱胶所造成的重量损失,又能赋予真丝织物厚实挺括的风格。在工业生产中,接枝共聚的增重是以水为加工介质的。接枝共聚同时发生水相均相聚合,反应后残留的单体较多,导致单体接枝效率低。此外,蚕丝的接枝增重往往是由过硫酸盐引起的。由于硫酸盐自由基的氧化,接枝丝变黄。羟甲基丙烯酰胺在丝绸接枝中的难点是什么?

1. 反应速度难以控制

在影响反应速率的因素中,我们看到了硫酸加成方式对接枝效率的影响。在此基础上,引入了氧化还原引发体系,优化了过氧化氢/亚硫酸钠,研究了其与KPS结合对枝晶聚合动力学、接枝率、增重丝白度等性能的影响。结果发现,在传统的接枝增重丝工艺中,反应速率在接枝反应初期迅速增加,然后急剧下降。在反应初期,水相中自由基的形成速度过快,高浓度的自由基使均聚反应很容易发生,产生更多的均聚物;在反应的中后期,接枝共聚反应非常缓慢,还剩下很多单体,接枝效率不高。结果表明,仅通过降低反应温度或单体含量难以控制接枝反应速率。

2. 泛黄研究的困难

在引发剂总用量不变的情况下,投加KPS可降低初始反应速率,使接枝反应以稳定的反应速率顺利进行,降低了水相均聚反应速率。反应中后期,接枝速率相对增加,反应溶液中残留单体数量减少,且减少的残留单体仅参与接枝反应,接枝共聚效率明显提高。通过对加量丝黄变的研究,发现氧化还原引发体系能提高接枝丝的白度,并选择较好的氧化还原引发体系形成复合引发体系。以H2O2 / Na2SO3为接枝剂,要分两批接枝增重丝蓝白度。

可以提高羟甲基丙烯酰胺反应后期的接枝共聚速率,不同的引发剂体系引发后,丝的红外光谱出现新的吸收峰。从x射线衍射可以看出,接枝反应主要发生在丝的无定形区;热重分析表明,接枝丝的热稳定性略有提高;染色试验表明,接枝丝可按常规染色工艺染色,但活性染料的固色率随着增重率的增加而逐渐降低,酸性染料的上染率略有提高。