Hidrofilo sintētisko šķiedru sintēze
Saskaņā ar šķiedru hidrofilitātes principu šķiedru hidrofilitātes realizācijas metodes var iedalīt ķīmiskajā un fizikālajā metodē.
(1) Ķīmiskās modifikācijas metode
① Šķiedru makromolekulu hidrofilizācija
Šī ir metode, kā lielu daudzumu hidrofilu grupu ievada šķiedru makromolekulārajā struktūrā, polimerizējot vai kopolimerizējot. Piemēram, akrilskābi, vinilpiridīnu un dikarbonilpirolu ievada akrila šķiedru kopolimerizācijā, lai iegūtu akrila šķiedru ar labu higroskopiskumu. Vai arī ķīmiski apstrādājot, daļa ciāngrupas šķiedrās tiek pārveidota amīdu grupā vai karboksilgrupā. Attiecībā uz neilonu metilēna (- CH2 -) daudzumu var samazināt makromolekulārajā struktūrā. Piemēram, poliamīda 4, poliamīda 3, 2 un 1 higroskopiskumu var ievērojami uzlabot. Turklāt, veicot kopolimerizāciju, tiek mainīta makromolekulārās struktūras regularitāte, un kristālisms tiek samazināts, lai palielinātu amīdu grupu skaitu, kuras var saistīties ar ūdeni, lai uzlabotu šķiedras hidrofilitāti.
② Transplantāta kopolimerizācija ar hidrofilām vielām
Tas ir veiksmīgs piemērs, kā iegūt hidrofilu modificētu akrila šķiedru, veicot akrilnitrila un dabisko olbaltumvielu, piemēram, Chinon šķiedras potēšanas kopolimerizāciju, piemēram, Japānas Toyo tekstila uzņēmuma 1969. gadā izstrādāto šinona šķiedru. Vēl viens piemērs ir akrilskābes un metakrilskābes potēšana uz poliestera šķiedru un akrilskābes vai maleīnskābes potēšana uz poliamīda 66 šķiedru, ko veic DuPont uzņēmums Amerikas Savienotajās Valstīs.
③ Šķiedru virsmas hidrofilā apstrāde
Ārstēšanas būtība ir uz šķiedras vai auduma virsmas pievienot hidrofīla savienojuma slāni (pazīstams arī kā hidrofils apdares līdzeklis). Pašlaik ir divu veidu hidrofilie apdares līdzekļi: viens ir akrila monomēri, otrs ir virsmaktīvās vielas ar hidrofilu un fiksētu daļu, kuras apstrādā, iemērcot un velmējot.
Hidrofilo grupu ieviešana un transplantāta kopolimerizācija bieži vien zaudē dažas sākotnējās šķiedras izcilās īpašības, piemēram, samazinātu krāsu noturību, roktura sacietēšanu utt. Tāpēc faktisko pievienoto vai potēto hidrofilo grupu daudzumu var ierobežot tikai un šķiedras mitruma absorbcijas ātruma uzlabošana nevar apmierināt ideālās prasības. Hidrofilās virsmas apstrādes metode ir ļoti vienkārša, ar zemām izmaksām, un tā pamatā var saglabāt šķiedras sākotnējās īpašības un palielināt šķiedras mitruma absorbciju, taču trūkums ir slikta hidrofilā izturība, īpaši slikta mazgāšanas izturība.
(2) Fiziskās modifikācijas metode
① Sajaukšana vai sajaukšana ar hidrofilām vielām
Sajaukšana ir hidrofila materiāla sajaukšana vērpšanas kausā vai šķīdumā pirms vērpšanas un pēc tam vērpšana pēc parastās vērpšanas metodes, lai iegūtu hidrofilu šķiedru. Piemēram, DuPont uzņēmums ASV izmanto 4% - 25% n-heksāna propionamīda un poliamīda jauktu dziju, šķiedras mitruma absorbcijas ātrums ir 8% - 9%; Japānas impērijas uzņēmums izmanto taukskābes, alifātiskos amīnus vai alifātiskos spirtus ar oglekļa atomu skaitu vairāk nekā 12, poliēteri un poliamīdu, lai sajauktu ar poliamīdu, izmanto poliakrilamīdu un poliakrilnitrilu, lai sajauktu ļoti mitrumu absorbējošas akrila šķiedras, un izmanto polietilēnglikolu, lai iegūtu augstu higroskopisku poliesteru tika sagatavots, sajaucot hidrofilos polimērus, piemēram, poli (etilēnglikolu), poli (alkilēnglikolu) un poliesteru.
Kompozītšķiedra pieder arī sajaukšanas kategorijai, galvenokārt izmantojot hidrofilā polimēra un modificējamā hidrofobā polimēra kombinēto vērpšanu, lai šķiedrai būtu gan hidrofilitāte, gan izcilas oriģinālās šķiedras īpašības. Ekscentriskā (vai paralēla) kompozītšķiedra var arī uzlabot oriģinālās šķiedras gofrēšanas elastību. Piemēram, Japānas uzņēmums Asahi Chemical Co., Ltd. kā akrilonitrila kopolimēru izmanto ādas slāni un akrilnitrila kopolimēru, kas satur karboksilgrupu kā pamatslāni, un dobās kompozītšķiedras ūdens aiztures ātrums var sasniegt 30%. Poliestera šķiedru ar labu higroskopiskumu un antistatisku īpašību var iegūt, izkausējot vērpšanu ar parastajiem poliestera šķeldām kā ādas slāni un ar poliētera modificētajām poliestera šķiedrām kā galveno slāni, un pēc tam pārziepjojot.
② Šķiedru struktūras mikroporozēšana
Mainot šķiedras morfoloģisko struktūru, sintētiskajai šķiedrai ir arī daudz mikroporu, kas savienojas iekšpusē un ārpusē, tāpat kā kokvilnas šķiedra un vilna. Šāda veida šķiedrām ir arī neliela blīvuma, ātras žāvēšanas, laba siltuma noturības un netīrumu izturības priekšrocības. Ir ļoti acīmredzami uzlabot apģērba komfortu cilvēkiem, kuri nodarbojas ar sportiskām aktivitātēm un fizisku darbu. Kopš Bayer uzņēmuma 1976. gadā veiksmīgi izveidotās porainās akrila dunovas, ASV, Japāna, Itālija un citas valstis ir secīgi izstrādājušas un pētījušas mikroporainas akrila šķiedras un porainu poliesteri. Mikroporainu poliesteru galvenokārt ražo, izmantojot mikroporainu veidojošo līdzekli saskaņā ar šķīdināšanas metodes principu. Mikroporainas akrila šķiedras mikroporas var iegūt ar šķīdināšanas metodi, cauruma fiksācijas metodi un augstas polimēra kofāzes atdalīšanas metodi.
③ Šķiedras profilētais šķērsgriezums un virsmas raupjums
Šī ir vienkārša un efektīva metode šķiedru hidrofilitātes uzlabošanai. Piemēram, starp L veida šķērsgriezuma šķiedrām var veidoties daudzas poras. Palielinot šķiedras virsmas raupjumu, var samazināt šķietamo saskares leņķi un uzlabot šķiedras hidrofilitāti.
Turklāt dobā šķiedra tika izgatavota no poliestera un katjonu modificētas poliestera sajauktas dzijas un pēc tam apstrādāta ar NaOH šķīdumu, kā rezultātā uz šķiedras izveidojās liels skaits mikroporu, un dažas no mikroporām bija savstarpēji saistītas un savienotas ar dobo daļu. Palielinoties sārmu koncentrācijai, palielinās mikroporu skaits, kas ievērojami uzlabo poliestera šķiedras hidrofilitāti.