含温敏高分子的智能清洁纺织品的规模化研究

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纺织品在日常的穿着使用过程中,往往容易沾上各种污渍,这些污渍不仅影响纺织品的外观,影响人们的使用,而且会带来卫生方面的隐患。因此,对于污渍的清洁处理越来越受到人们的重视。而通过将温敏高分子引入纺织品,利用温敏高分子的温敏特性,能够实现纺织品的智能清洁效果:纺织品在低温下处于亲水状态,污渍易于洗去;而在高温下处于疏水状态,污渍不易沾污。但是目前该类智能纺织品的原材料和制备成本较高,严重阻碍了其的工业化应用。基于此,本课题利用工业级高分子单体原料,通过扩大合成规模和简化工艺流程,以实现智能清洁纺织品的成本降低和规模化生产。该课题的研究能够满足人们对于纺织品多样化的需求,提高人们生活的质量,故具有良好的研究意义。本文选用工业级的2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)和聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(EGMA)为单体,采用自由基聚合(AIBN引发)的方法合成温敏高分子聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-共聚-聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯)P(MEO2MA-co-EGMA),对其结构及温敏性能进行表征,并对其产量提高进行了研究。通过对增重率、温敏性能和服用性能的比较筛选出最佳的交联剂及工艺条件。在此基础上制备得到智能清洁纺织品,表征其表面形态、结构,并对其温敏性能、服用性能及智能清洁效果进行了研究。(1)使用工业级的MEO2MA和EGMA为单体,采用自由基聚合的方法合成无规温敏共聚物P(MEO2MA-co-EGMA),单体的更换能够有效的降低合成成本,自由基聚合的方法则能有效的简化合成步骤,且能够进行放大合成,并能够得到较高的产率和产量,为规模化生产提供了可能。差示扫描量热法(DSC)、紫外吸收光谱测试(UV-vis)的结果表明合成的P(MEO2MA-co-EGMA)的玻璃化转变温度为-47 oC,其LCST为32 oC,符合我们将其应用于纺织品的要求。(2)通过对增重率、温敏性能、服用性能的比较,确定了1,2,3,4-丁烷四羧酸为最佳交联剂,最优工艺为:基布准备→配制交联整理液(8%温敏高分子,2.3%BTCA,1.2%SHP,88.5%水)→二浸二轧→预烘(60 oC,8 min)→焙烘(170 oC,2 min)→水洗→烘干。(3)以最优工艺制备得到智能清洁纺织品,场发射扫描电镜(FESEM)、傅里叶变换红外光谱测试(ATR-FTIR)的结果表明通过交联工艺,可以将温敏高分子P(MEO2MA-co-EGMA)引入棉织物,并在其表面形成一层薄膜。交联P(MEO2MA-co-EGMA)织物的接触角、平衡溶胀率、透湿率在高于转变温度后都会出现突变,说明制备得到的交联织物具备温敏性能;交联织物的白度、柔软度、强力与原棉相比变化不大,且耐洗牢度较好;同时交联织物具备智能清洁效果,可利用其低温亲水的特性实现比原棉更好的清洁效果。
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