论文部分内容阅读
众所周知,全氟烷基(侧链Rfn,n≥8)广泛用于合成各种拒水拒油整理剂,不幸的是,研究表明,长碳链氟化物对人体有一定的毒性,生物累积性和持久性,已被很多国家限制和禁用。为了解决这一问题,本课题合成了基于超支化聚酯的无氟拒水剂,并将其应用在涤纶织物上,该无氟拒水剂可使整理后的织物具有良好地拒水性。具体研究内容和结果如下:(1)以超支化聚酯(H20)、三乙胺(TEA)和月桂酰氯为原料,合成了烷基改性的超支化聚酯(H20-n),优化后H20-8的合成工艺为:H20与月桂酰氯物质的量比为1:8,月桂酰氯与TEA物质的量比为1.0:1.1,反应温度为25℃,反应时间为1.5h,产率为85.7%,产物为淡黄色蜡状;以H20-8、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃(PTMG,Mn=1000)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,合成了接枝改性的无氟拒水剂(WPUH20-8),优化后的合成工艺为:H20-8、DMPA和BDO分别占预聚体质量的10%、5%和2%,R值为1.3,反应温度为65℃,反应时间为6h。采用红外光谱表征了产物的结构,WPUH20-8乳液的平均粒径为111.4nm,Zeta电位为-38.4mV。将WPUH20-8整理到涤纶织物上,当WPUH20-8的质量浓度为150g/L,整理液pH=7～8,焙烘温度和时间分别为160℃和2min时,经WPUH20-8整理后涤纶织物的接触角为128.4°,拒水等级为90分,透气率为20.86mm/s,白度为73.5%。(2)以聚乙二醇(PEG,Mn=1000)、DMPA、甲苯二异氰酸酯(TDI)和甲乙酮肟(MEKO)为原料,DMF作溶剂,TEA为中和剂,制备了封闭型聚氨酯(BWPU)。选用Span-80和Tween-80作为乳化剂,对H20-8进行了乳化,优化后的乳化工艺为:以50%的Span-80和50%的Tween-80组成的混合物为乳化剂,乳化剂用量为H20-8质量的30%,乳化温度和时间分别为50℃和20min,得到乳白色H20-8乳液,其粒径为0.198μm,Zeta电位为-10.3mV,不分层(30d)。讨论了 H20-8乳液含量对共混改性无氟拒水剂(BWPU/H20-8)的稳定性、其膜的吸水率和整理后织物性能的影响,结果为:H20-8乳液含量在0～25%范围内,BWPU/H20-8都有良好的稳定性,在1 5%时胶膜吸水率趋于稳定,整理后织物的拒水性最好,在5～20%范围内整理后织物的透气性和白度与原布相差不大。将WPUH20-8整理到涤纶织物上,当整理液质量浓度为150g/L,整理液pH=7～8,焙烘温度为160℃,焙烘时间为3min,经WPUH20-8整理后涤纶织物的接触角为130.2°,拒水等级为90分,透气率为20.08mm/s,白度为66.5%。水洗15次后的织物与水洗前的织物相比,接触角和拒水等级的保留率分别为90.93%和94.44%,而透气性和白度略有提高,表面摩擦系数(MIU)和表面粗糙度(SMD)变化较小,说明经共混改性无氟拒水剂整理后的涤纶织物具有良好的耐洗性。