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含氟拒水剂可以赋予整理后织物优异的拒水性能,但含氟拒水剂的难降解、多毒性和生物累积性等问题逐渐显露出来,随着人们的安全环保意识不断增强,无氟拒水剂的开发具有非常重要的意义。无氟拒水剂中具有代表性的一类是有机硅类化合物,其生物相容性较好,原料价格较低,可在纤维表面形成一层低表面张力的拒水界面,织物经其整理后具有良好的拒水性能和一定的风格手感,受到研究者和使用者的广泛关注。本课题制备了两种有机硅拒水剂,一种用于整理锦纶织物的接枝改性有机硅拒水剂,一种用于整理涤纶织物的共混改性有机硅拒水剂,具体研究内容和结果如下:(1)以γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(GP-108)、1,3-双(氨基丙基)四甲基二硅氧烷(BAS)和八甲基环四硅氧烷(D4)为原料,四甲基氢氧化铵(TMAH)为催化剂,合成了氨基封端的哌嗪基聚硅氧烷PSO。PSO的优化合成工艺为:选取T MAH做催化剂且用量(占反应单体的总质量)为0.08%,反应单体的质量比为m(D4):m(BAS):m(GP-108)=25:0.4:0.5,反应温度为 110℃、反应时间为 6h。得到PSO的转化率为95.7%,氨值为0.287,黏度为2643cs,状态为透明、粘稠液体。以哌嗪基聚硅氧烷PSO,长碳链烷基酰氯为原料,三乙胺(TEA)为缚酸剂,合成了接枝改性有机硅拒水剂GMOS。GMOS的优化合成工艺为:长碳链烷基酰氯选取十六酰氯且物质的量比为n(伯仲氨基):n(十六酰氯)=1.0:1.2,反应温度为40℃,反应时间为2h,混合乳化剂总用量(占反应单体的总质量)为20%且配比为 m(1305):m(1308)=3:2。采用 AFM、TG-DTA、FT-IR、粒径与 Zeta 电位、1H-NMR对GMOS的结构与性能进行了表征。GMOS的乳液粒径为120.3nm,Zeta电位为37.3mV,状态为半透明、泛蓝光。用接枝改性有机硅拒水剂GMOS整理锦纶织物,GMOS的优化整理工艺为:浓度为120g/L、pH为6～7的整理液,180℃焙烘1.5min,经GMOS整理后锦纶织物的拒水等级为90分,接触角为129.3°,经纬向的动摩擦平均系数(MIU)、表面粗糙度(SMD)略有下降,经纬向的弯曲刚度(B)、弯曲滞后矩(2HB)明显下降,压缩比功(WC)、压缩回弹性(RC)明显上升,整理后锦纶织物具有一定的蓬松性和柔软性;断裂强力、透气性及白度略有下降,黄变值略有增加,GMOS整理的锦纶织物经水洗15次后的拒水等级为80分,接触角为111.7°,经纬向的MIU、SMD、B、2HB、WC和RC变化不大,断裂强力、透气性、白度和黄变值变化不大,说明GMOS在锦纶织物上具有良好的耐洗性。(2)以1,1,3,3-四甲基-1,3二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷(MTMS)、八甲基环四硅氧烷(D4)为原料,四甲基氢氧化铵(TMAH)为催化剂,合成了双端环氧基聚硅氧烷EPSO。EPSO的优化合成工艺为:反应单体的物质的量比为n(MTMS):n(D4)=0.8:20,反应时间为6h,反应温度为95℃。得到EPSO的黏度为2250cs,环氧基保留率为96.9%。以双端环氧基聚硅氧烷EPSO、1,4-双(3-氨丙基)哌嗪(BAPP)为原料,合成超支化哌嗪基聚硅氧烷HPSO。HPSO的优化合成工艺为:反应单体的物质的量比为n(EPSO):n(BAPP)=2:1,反应时间为6h,反应温度为80℃。得到HPSO的黏度为2790cs,状态为黄色、透明。采用FT-IR、1H-NMR、TG-DTA对超支化哌嗪基聚硅氧烷HPSO进行了表征。以超支化哌嗪基聚硅氧烷HPSO、含氢聚硅氧烷(PHMS)为原料,1303、1305、1308和1227为乳化剂,得到共混改性有机硅拒水剂BMOS。BMOS的优化共混工艺为:选取含氢聚硅氧烷(PHMS)的黏度为800～1000cs,原料共混比为m(HPSO):m(PHMS)=1:1,混合乳化剂的总用量(占共混原料的总质量)为30%且配比为 m(1303):m(1305):m(1308):m(1227)=2:2.4:1.6:0.6,乳化温度为 50℃,乳化时间为1h。对BMOS的性能进行了表征。BMOS的乳液粒径为216.8nm,Zeta电位为26.7mV,状态为乳白色、泛蓝光。用共混改性有机硅拒水剂BMOS整理涤纶织物,BMOS的优化整理工艺为:浓度为80g/L、pH值为5～6的整理液,160℃焙烘1.5min,经BMOS整理后涤纶织物的拒水等级为90分,接触角为130.1°,经纬向的动摩擦平均系数(MIU)、表面粗糙度(SMD)明显下降,经纬向的弯曲刚度(B)、弯曲滞后矩(2HB)明显下降,压缩比功(WC)、压缩回弹性(RC)略微上升,整理后涤纶织物具有一定的柔软性和平滑性,断裂强力、透气性及白度略有下降,黄变值略有增加,BMOS整理的涤纶织物经水洗15次后的拒水等级为80分,接触角为116.3°,经纬向的MIU、SMD、B、2HB、WC和RC变化不大,断裂强力、透气性、白度、黄变值变化不大,说明BMOS在涤纶织物上具有良好的耐洗性。