论文部分内容阅读
纺织工业中,涂料印花工艺最早使用N-羟甲基丙烯酰胺作为印花交联剂,由于这种交联剂的耐摩擦牢度、耐水洗牢度较低,且在后整理以及服用过程中,会有游离甲醛释放,所以必须采用聚氨酯来代替其作为印花交联剂,从而克服N-羟甲基丙烯酰胺的游离甲醛问题,同时可提高涂料印花的耐摩擦牢度及耐皂洗牢度。水溶性聚氨酯是大多数纺织工业生产厂家广为青睐的一种反应型聚氨酯,虽然这种聚氨酯对人类和环境造成的危害较小,但是它的稳定性较差。本文采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇(N-310)为原料,异丙醇为溶剂,选择解封温度较低的亚硫酸氢钠(NaHSO3)为封闭剂,借助自乳化法,合成了一种封闭型的水性聚氨酯交联剂,它能够有效地提高涂料印花的耐摩擦、耐皂洗牢度,同时储存稳定性也增加,而且它的成本低廉、合成工艺简便。本文主要进行了以下三个方面的内容研究:(1)封闭型水性聚氨酯的合成及其性能的研究;(2)硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的合成及其性能的研究;(3)封闭型和改性封闭型水性聚氨酯的应用及其工艺的探讨。第一部分,主要探讨并优化了影响预聚反应、封闭反应、乳化反应三个过程中的各个因素,最终得出最佳工艺配比为:以多异氰酸酯(IPDI)、聚醚三元醇(Mn=1000)为原料,R值(n(-NCO)/n(-OH))=2.3,在温度为70℃下反应150min,制得预聚体;以异丙醇为溶剂,亚硫酸氢钠(浓度w=30%、n(NaHSO3)/n(-NCO)=2.0:1)为封闭剂,预聚体在0~5℃下进行封闭反应40min;根据固含量30%,加适量蒸馏水进行乳化分散,乳化时强力搅拌60min,最终得到稳定的水性聚氨酯。第二部分,主要探讨并优化了影响改性反应、封闭反应、乳化反应三个过程的各个因素,最终得出最佳改性工艺配比为:制得的预聚体,用硅烷偶联剂KH-550(用量为8%)对其进行改性,在温度为45℃下反应60min;最后进行封闭和乳化得到改性聚氨酯乳液。第三部分,主要探讨并优化了影响涂料印花工艺、抗皱整理工艺、抗起毛起球整理工艺过程中的各个因素,其中封闭型水性聚氨酯作为涂料印花交联剂,使棉织物的干摩擦牢度由3~4级提高到5级,湿摩擦牢度由3级提高到4~5级;改性封闭型水性聚氨酯应用于棉织物的抗皱和抗起毛起球整理,使织物的急弹回复角由89.25°提高到209.78°,缓弹回复角由102.81°提高到218.97°;纯棉针织物抗起毛起球等级由1~2级提高到4级,聚醚、聚酯型整理液应用于棉织物的抗皱和抗起毛起球整理,使织物的急弹回复角由89.25°提高到218.91°,缓弹回复角由102.81°提高到225.17°;纯棉针织物抗起毛起球等级由1~2级提高到4级。同时将改性型聚氨酯与聚醚、聚酯混合型聚氨酯的产品整理效果进行对比,实验证明改性型的产品性能与聚醚、聚酯混合聚氨酯的产品的性能相差不远。实验通过红外光谱(FTIR)分析,证实了所合成的产品为封端及其有机硅改性的水性聚氨酯产品;通过DSC分析,可知合成的封端型水性聚氨酯的解封温度为60~160℃。通过电镜扫描(SEM)可以看出,织物表面已形成光滑致密的水性聚氨酯薄膜。综上所述,本课题合成的水性聚氨酯产品是一种优良的无甲醛织物整理剂,具有广泛的应用前景。