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有机硅微乳液因具有透明性、成膜性和无毒无腐蚀等良好的性能,并可赋予织物柔软、滑爽和防静电等功能,现已被广泛应用于皮革、造纸、纺织等诸多领域。氨基改性有机硅微乳液由于乳胶粒粒径小,易渗透进纤维织物,聚硅氧烷链上-NH2极性强,能和纤维表面-OH和-COOH等基团发生反应,使Si-O-Si主链在纤维表面发生定向吸附,从而减小纤维间摩擦系数,被整理织物获得手感柔软和滑爽效果。 目前,有机硅微乳液的制备大多使用的是传统乳化剂,在高剪切力或高温作用下会导致胶体凝聚,乳液飘油破乳、存储稳定性差等诸多问题。而可聚合乳化剂中可聚合官能团能与基体反应,以共价键的形式永久键合到聚合物粒子表面,成为聚合物一部分,防止聚合物粒子上或者乳胶膜中乳化剂发生解吸和迁移,从而使聚合物粒子间静电斥力和空间位阻效应增大,提高乳液的高温、贮存和电解质等稳定性。 本论文首先以八甲基环四硅氧烷(D4)和四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)为反应原料,传统乳化剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和可聚合乳化剂烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)复配使用,γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为改性剂,采用常规乳液聚合法制备得到氨基改性有机硅微乳液。考察了乳化剂种类和用量、单体质量比等反应条件对微乳液性能的影响。通过傅里叶红外光谱仪、热分析仪、紫外-可见分光光度计和粒径分析仪对产品进行表征。结果表明,可聚合乳化剂的使用能有效提高微乳液离心、高温和电解质稳定性;当复合乳化剂、改性剂、催化剂用量分别为混合单体总质量的20%、6%和4%时,CTAB与APEG-1600的质量比为5,D4和D4Vi质量比为2,聚合反应时间和温度分别为6h和80℃时,制备得到浅蓝色透明氨基改性有机硅微乳液,其中单体转化率为84.61%、乳胶粒粒径为44.8 nm、透光率为62.78%。热重分析表明,共聚物分解温度随着单体D4Vi量增加明显升高,乳胶膜耐热性得到改善。 本文还以溴丙烯和不同碳链长的叔胺(十四、十六、十八)为原料,合成了一系列季铵盐型可聚合表面活性剂十四、十六和十八烷基二甲基烯丙基溴化铵(简称TADAB、HADAB、OADAB),傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和超导核磁共振仪(1H-NMR)对合成产物进行表征,同时测定产物的表面、发泡、稳泡、乳化和润湿渗透性能。结果表明,25℃下TADAB、HADAB和OADAB的最低表面张力分别为33.64 mN/m、29.77mN/m和30.27 mN/m,临界胶束浓度分别为4.97 mmol/L、0.97 mmol/L和0.43 mmol/L。HADAB具有良好的发泡性能和乳化力,TADAB的润湿渗透性能较为突出,但合成的表面活性剂稳泡性能均较差。 最后本文还分别以合成的三种可聚合表面活性剂(TADAB、HADAB、OADAB)代替传统乳化剂CTAB,从而和APEG复配使用来制备有机硅微乳液,考察了乳化剂种类和用量对乳液性能的影响。结果表明,以OADAB和APEG复配使用制备得到的乳液稳定性较好,复合乳化剂用量为单体总质量的25%;对比之前使用CTAB作为乳化剂,乳液的离心和电解质稳定性都得到了提高。