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国家工程技术图书馆
2022年11月29日
摘要: 随着人们生活品质追求的提升以及材料科技的发展,单一服用性能的纺织品已不能满足人们的日常需求,人们对提升生活品质且绿色环保的功能性纺织品需求量日益增加。其中,具有拒水功能的纺织品备受关注。目前,此类功能多是以含氟类织物拒水整理剂整理... 展开 随着人们生活品质追求的提升以及材料科技的发展,单一服用性能的纺织品已不能满足人们的日常需求,人们对提升生活品质且绿色环保的功能性纺织品需求量日益增加。其中,具有拒水功能的纺织品备受关注。目前,此类功能多是以含氟类织物拒水整理剂整理实现,但此类助剂存在生物毒性问题,环境友好型的无氟拒水剂正成为当前的研究热点。 论文开展了聚丙烯酸酯型无氟拒水剂的研究,将丙烯酸十八酯(SA)分别与丙烯酸乙基己酯(2-EHA)和甲基丙烯酸环己酯(TMCHMA)进行细乳液聚合,制备了成膜等性能不同的两种SA共聚物胶乳,分别称为PSAs胶乳和PSAh胶乳。将两种胶乳复配后,将复合胶乳用于玻璃及多种面料的拒水整理,并对整理样品的表面形貌及拒水性能进行分析,得到如下研究结果: (1)通过单因素法探讨了超声时间及功率、助溶剂用量、乳化剂用量及比例、共聚单体用量等工艺因素对乳液粒径、凝聚率等的影响,确定了PSAs胶乳和PSAh两种无氟丙烯酸酯细乳液的最佳合成工艺。其中,复合乳化剂总量占总单体质量的7%,十八烷基三甲基氯化铵(1831):脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-7):烯丙基聚乙二醇醚(APEG)为2:2:3,异丙醇(IPA)占总单体质量的25%。在细乳化过程中,选择超声功率为50%,超声时间为25min。PSAs胶乳中2-EHA占总单体质量的15%,PSAh胶乳中TMCHMA占总单体质量的15%; (2)通过对拒水剂粒径、Zeta电位、红外光谱测试(FTIR)、热重分析(TG)等测试表明:在上述优化的合成工艺下,制备的两种无氟丙烯酸酯细乳液粒径分布窄,有助于后续考察粒径对拒水性能的影响;胶乳带正电,Zeta电位绝对值约为67mv,分散稳定且不易聚集;PSAs胶乳和PSAh胶乳具有设计的共聚组成,且两种SA共聚物胶乳的初始热分解温度远高于染整加工温度,在加工中可保持较好的耐热稳定性; (3)以原子力学显微镜(AFM)考察了复合胶乳涂膜的形貌,结果表明:SA与2-EHA共聚可以提高胶乳的成膜性,而TMCHMA的引入则可以增强胶乳的热保形性。当整理在面料上,PSAs的成膜性有助于覆盖纤维的亲水表面,而PSAh的保形性可用于构建微纳多级疏水结构,二者协同可提升拒水剂对多种面料拒水整理的适应性; (4)在整理的面料中,通过调整PSAs和PSAh的复合胶乳比例及用量,可使得整理后春亚纺织物的水接触角达到152.9°,整理后牛津布织物的水接触角达到150.9°,整理后涤塔夫织物的水接触角也超过140°以上。面料的组织结构对拒水性能的影响较大,整理时需调整助剂组成或整理工艺:提高助剂用量,尤其是PSAh的含量,可提升拒水整理性能;助剂用量相同时,组织结构密的织物,最佳拒水性能一般出现在PSAh%较高时,组织结构疏松面料则相反;轻薄织物以及带液量低的织物,适当降低定型温度或缩短定型时间可提升拒水整理的效果; (5)复合胶乳拒水整理后的面料耐磨擦性能优异,经过50次摩擦后,春亚纺和牛津布静态水接触角仍可达到150.3°和148°,与此同时整理面料还具有优良的透气性和5级拒水等级。 收起
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