基于季铵盐聚硅氧烷及特殊手感PU涂层剂的制备与研究

来源 :陕西科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:chenww275245962
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受纺织生态学和低碳经济理念的驱使,功能复合型和环保舒适型纺织产品应运而生,多组分聚硅氧烷复配以及多元化风格整理技术的研究俞受重视。采用季铵盐聚硅氧烷与不同单功能聚硅氧烷复配,制备兼具手感风格的功能复合型聚硅氧烷,赋予了织物优良的应用性能以及舒适的手感风格。采用顺丁烯二酸酐改性季铵盐聚硅氧烷,将其乳液与涂层剂其余组分混配,制备特殊手感PU涂层剂,涂层整理后PU革表面油润光泽且具有滑爽的嫩肤感效应,改善了PU涂层革的舒适性能。基于此,本论文的研究内容和结果如下:(1)选择聚甲基氢硅氧烷(α,?-PHMS)、烯丙基环氧基聚醚(APE)和聚醚叔胺(TAM)进行氢硅化加成反应、开环反应和季铵化反应,制备了一系列端基型季铵盐聚醚聚硅氧烷(QAPS),通过FT-IR、1H-NMR证实了QAPS具有预期的分子结构。利用纳米粒度及Zeta电位分析仪、扫描电子显微镜SEM等对QAPS乳液的粒径分布、电位强度及纤维表面成膜形貌进行了测试表征,另外,探讨了聚醚叔胺分子量、乳液用量以及定型温度对整理后织物应用性能的影响并测试了QAPS的耐水洗性能。结果表明:QAPS乳液的多分散系数PDI为0.223,平均粒径为69.26 nm,Zeta电位值为+49.7 mV;QAPS乳液成膜性优良,纤维表面有光滑平整的膜形貌;当聚醚叔胺为TAM-1000、乳液用量为5 g·L-1、定型温度为160℃时,经QAPS乳液整理后的棉织物应用性能优异,并且水洗多次后仍可保持良好的手感。(2)采用制得的一种端基型季铵盐聚醚聚硅氧烷(QAPS)、侧链环氧基聚醚聚硅氧烷(CGF)、107硅橡胶和反应性偶联剂(RCA)复配乳化得到柔软细腻感功能型聚硅氧烷SFAPS乳液,测试了乳液性能,其多分散系数PDI为0.177,平均粒径为27.69 nm,Zeta电位值为+33.2 mV,TEM观察SFAPS胶粒呈基本规则的亮圆球形,胶粒分散匀称。分析测试了SFAPS的表面成膜形貌、粗糙度以及元素组成和含量,同时,考察了乳化剂SAa用量、EM用量、CGF用量以及RCA质量分数对棉织物应用性能的影响并评定了SFAPS的特殊手感。结果表明:SFAPS乳液可在纤维束表面吸附成膜,改善了纤维束表面的光滑度;SFAPS硅膜表面呈明暗相间的非均一结构,其表面均方根粗糙度RMS为3.267 nm;SFAPS由O、N、C、Si元素组成且相对百分含量分别为21.87%、0.52%、51.14%及26.47%;当乳化剂SAa用量为25%、EM用量为10%、CGF用量为30%、RCA质量分数为3%时,经SFAPS整理后棉织物应用性能最佳,手感评定得出SFAPS整理的织物表现出柔软细腻的特殊手感风格。(3)利用顺丁烯二酸酐(MAH)对前文所制备的一种端基型季铵盐聚醚聚硅氧烷(QAPS)进行酰化改性,获得了一种阴离子端基型聚醚氨基聚硅氧烷(CPAS),通过FT-IR和1H-NMR证实了CPAS符合实验预期的分子结构。将CPAS乳化制得稳定均一的黄绿色透明CPAS乳液,经测试其多分散系数PDI为0.093,平均粒径为71.09 nm,Zeta电位值为-48.3 mV,CPAS乳液稳定且属于阴离子性乳液。将CPAS乳液作为涂层剂添加组分,通过配方设计,制备了PUCAS涂层剂,利用相应的测量仪器对PUCAS涂层表面成膜形貌及粗糙度、元素组成及含量、热稳定性和亲水性能进行了表征,另外,讨论了CPAS乳化剂含量、乳液固含量及其用量对PUCAS整理PU合成革应用性能和手感的影响,评价了PUCAS涂层整理PU合成革的光泽和手感。结果表明:PUCAS涂层剂在革表面成膜性优良,涂层薄膜填充了革表面原先的坑洼结构,涂层整理的革表面平滑光整;PUCAS涂层剂可改善革表面的粗糙度,革表面均方根粗糙度由5.615 nm降至1.465 nm;PUCAS涂层膜表面存在O、C、Si、N元素;在25230℃应用温度区间,PUCAS热稳定性良好;涂层革表面接触角为71°,比对空白革接触角说明PUCAS具有亲水性能;当CPAS乳化剂含量为15%、CPAS乳液固含量为30%、PUCAS中CPAS乳液用量为25g时,PUCAS涂层整理后的合成革外观油润光泽且具有理想的应用性能,赋予合成革滑爽的嫩肤感效应。
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