有机硅织物防水剂的合成与性能研究

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有机硅是一类以硅氧键为主链结构的化合物,具有表面张力低、压缩性高、化学性质稳定等优异性能,被广泛应用于航空、医疗、纺织、建筑等领域。有机硅主链结构柔软,侧链通过硅原子可与其他各种功能基团相连,赋予其特有的性质。长链烷基作为常见的疏水基团,将其接枝在硅油链段中,作为织物整理剂使用,不仅可使织物防水性能增强,而且长链烷基还具有润滑、柔软的特点,应用在织物可使其具备多功能特性。本文以本体聚合法制备三种不同端基的改性硅油,并对其乳液稳定性及织物应用性能作出评价。主要研究内容和结果如下:(1)以八甲基环四硅氧烷、十二烷基二甲氧基硅烷为原料,六甲基二硅氧烷为封端剂,四甲基氢氧化铵为催化剂,制得长链烷基甲基改性硅油。当反应时间3 h,反应温度100oC,D4与偶联剂质量比为100 g:3 g,催化剂TMAH用量占总质量的0.08%时,甲基硅油黏度最大为·s,硅油黏度越大,织物柔软性越好。并通过FTIR对其结构进行表征。乳化得乳白不透明乳液,乳液平均粒径460 nm。在织物上进行整理应用后,可使织物具有一定的防水性和柔软性。(2)以线性体PMX-0156、十二烷基二甲氧基硅烷为原料,四甲基氢氧化铵为催化剂,制得长链烷基羟基改性硅油。选择复合型非离子乳化剂AEO-3和AEO-9乳化羟基硅油得乳白不透明乳液,乳液平均粒径444 nm。并通过FTIR对其结构进行表征。讨论乳液在织物整理上的应用效果,结果表明,当整理液p H值为6,整理液质量浓度为·L-1,焙烘时间90 s时,整理后的织物具有较好的防水效果。(3)以1,3-二(3-缩水甘油丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和聚醚胺D230为原料,制备端氨基封端的中间体Ez-201。结果表明,当n(ZC-100:D230)=1:2,反应时间5 h,反应温度90oC时,制得Ez-201稳定性最优。以八甲基环四硅氧烷、中间体Ez-201、十二烷基二甲氧基硅烷与十二烷基三甲氧基硅烷共水解物为原料,四甲基氢氧化铵为催化剂,制得长链烷基氨基改性硅油。并通过FTIR、1H-NMR对其结构进行表征。乳化后得半透明带蓝光乳液,乳液平均粒径55 nm。讨论乳化剂用量、织物焙烘时间、p H值对氨基硅油乳液的应用效果的影响。结果表明,当乳化剂用量20%,整理液p H值为6,焙烘时间90 s时,织物表面水接触角达151.1°,综合性能最佳。
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