由東華大學(xué)和中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所共同承擔(dān)的“紡織品激光表面處理及聚酯纖維表面改性”項(xiàng)目為上海市科技發(fā)展基金重點(diǎn)項(xiàng)目，最近已完成計(jì)劃任務(wù)書的研究內(nèi)容，并通過了專家鑒定。 激光處理是一種非接觸的表面物理改性方法，可以在室溫下進(jìn)行，具有污染少，可精確定位的特性。該項(xiàng)目研究目的是探索激光處理在紡織品化學(xué)加工或制成功能紡織品等方面的應(yīng)用效果。課題組用紫外準(zhǔn)分子激光對聚酯織物進(jìn)行照射處理，研究了照射后纖維表面結(jié)構(gòu)與性能的變化及其應(yīng)用價(jià)值；同時(shí)，研究了激光照射引發(fā)接枝反應(yīng)，將親水性單體接枝到聚酯材料表面，以提高表面親水性等性能的可能性。 在激光照射處理方面，項(xiàng)目組研制成一臺用于大面積掃描的步進(jìn)電機(jī)控制的工作載物平臺，用分步重復(fù)掃描方法改善了激光作用于織物表面的均勻度。通過用理論模型分析了纖維表面紋理化過程中表面熔化和重固化的物理過程，提出“表面紋理化熱模型”理論，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎梅稀? 在激光照射后織物的性能方面，項(xiàng)目組觀察到準(zhǔn)分子激光處理使PET纖維表面形成垂直于纖維軸向的周期性起伏結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)激光處理后PET織物的抗靜電能力增強(qiáng)，獲得陽離子染料可染性，分散染料染色色澤增濃。探討了染色性能提高的機(jī)理。 在激光照射引發(fā)接枝方面，項(xiàng)目組建立了準(zhǔn)分子激光照射PET材料表面引發(fā)接枝改性的方法。接枝以后PET織物和薄膜表面親水性明顯提高：織物的5μ1水滴滲透時(shí)間由20分鐘以上縮短到19秒左右；薄膜的水接觸角由78°左右降低至45°。項(xiàng)目組還從機(jī)理方面對此現(xiàn)象作了探討。 高分子聚合物表面改性在聚合物工業(yè)中具有重要的作用。經(jīng)過改性后，高聚物表面的原有性能會發(fā)生變化，且可獲得許多新的特性，因而改性技術(shù)在改善高聚物表面親水性、導(dǎo)電性、粘結(jié)性、吸附性及生物相容性等許多方面被廣泛應(yīng)用。 高聚物激光處理的研究在國際上始于1980年。目前有關(guān)激光照射對聚合物表面改性的研究主要集中于激光照射后聚合物表層發(fā)生的物理形態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，照射引起燒蝕降解的可能機(jī)理，以及改性后聚合物表面的應(yīng)用性能改變等方面。 國內(nèi)有關(guān)激光照射對聚合物表面改性的研究還很少，本項(xiàng)目獲得的PET織物抗靜電性能的提高是首次報(bào)道，提高分散染料染色性能的研究為國內(nèi)首次，且比國外文獻(xiàn)報(bào)道深入。準(zhǔn)分子激光處理后的PET織物分散染料染色色澤明顯增濃，并且應(yīng)用常規(guī)的分解染料染色工藝就可以得到常規(guī)染色過程無法染得的濃色，因而可減少分散染料的用量，降低染色殘液中染料的含量，減輕廢水處理的壓力，具有相當(dāng)好的環(huán)境保護(hù)性。關(guān)于改善激光掃描均勻度的研究，為實(shí)用化應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。 該項(xiàng)目在308nm準(zhǔn)分子激光照射下將親水性單體丙烯酰胺接枝到PET材料表面，顯著改善了材料表面的親水性，為高聚物表面接枝改性提供了一種新的方法和途徑。通過研究光敏劑、均勻聚物抑制劑、pH值等影響因素的作用，提出了激光照射引發(fā)接枝的自由基聚合反應(yīng)機(jī)理。這些結(jié)果可以作為在更廣泛領(lǐng)域中采用激光照射方法對高聚物接枝改性研究的基礎(chǔ)和參考。