含氟丙烯酸酯對真絲的改性研究.pdf

1、用含氟丙烯酸酯通過接枝共聚對真絲進行化學改性，如甲基丙烯酸三氟乙酯(G01)、甲基丙烯酸六氟丁酯(G02)、丙烯酸六氟丁酯(G03)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G06)、丙烯酸十二氟庚酯(G07)。此外，本文還合成了甲基丙烯酸八氟戊酯(G04)和丙烯酸八氟戊酯(G05)以及考察了上述7種接枝單體對真絲的反應(yīng)性。同時，根據(jù)真絲的力學性能和熱性能、染色性能、X-射線衍射、紅外、拉曼光譜、雙折射、掃描電鏡、核磁共振、X-線光電子能譜、氨基酸、折皺

2、回復(fù)、白度、表面接觸角等分析的結(jié)果來研究接枝真絲的結(jié)構(gòu)與性能。 用甲苯和對甲苯磺酸分別作為溶劑和催化劑，甲基丙烯酸或丙烯酸和八氟戊醇酯化分別合成出G04和G05。在較佳的合成條件下，G04和G05的收率分別是：42．5％和50％。這些產(chǎn)品的化學結(jié)構(gòu)通過紅外、核磁、氣相色譜和元素分析獲得了較好的結(jié)果，G04和G05的純度分別高達96．46％和97．49％左右。 含氟單體對真絲的接枝在過硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑的復(fù)配乳化液中

3、進行。實驗中，綜合預(yù)乳化液三種穩(wěn)定性的測定結(jié)果，預(yù)乳化實驗較佳配方為：氟碳表面活性劑FSO12％(owm)、DF-108％(owm)、吐溫8030％。接枝條件如單體、引發(fā)劑、PH、溫度和時間對接枝率的影響進行了測試。較佳的接枝條件是：單體100～150％(owm)、KPS1～3．5％(owm)、pH3、75～80℃、100～120min。在50～80℃接枝的表觀活化能對于G01、G02、G03、G04、G05、G06和G07分別為：8．

4、99、13．97、15．28、11．96、14．21、15．66和23．8 kJ/mol。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到了動力學接枝方程。 用含氟單體接枝真絲的吸濕性與接枝率成線性反比例關(guān)系，而其細度與接枝率成線性正比例關(guān)系。接枝能提高真絲織物折皺回復(fù)性，特別是濕態(tài)的情況下更明顯，根據(jù)接枝前后織物在NaOH水溶液中的溶解度，接枝提高了真絲的耐堿性。真絲織物接枝后引起其酸性和活性染料上染性與白度下降。真絲織物白度值的下降與引發(fā)劑濃度和溫度的提高

5、有關(guān)，表明引發(fā)劑促使大分子自由基的形成，對織物白度下降起了主要作用。同時，接枝處理后，真絲的斷裂強度、斷裂伸長率和透氣性均有所下降。DSC和TG分析結(jié)果表明接枝真絲的分解峰的位置向高溫移動，說明接枝真絲的熱穩(wěn)定性提高。由于真絲的大分子和含氟單體交聯(lián)限制了大分子的運動，因此動態(tài)粘彈譜測定的損耗模量(E”)的峰隨著接枝率的增加而變低，并且峰的初始位置向高溫移動。氨基酸分析結(jié)果表明含氟單體接枝主要在真絲大分子中酪氨酸、精氨酸和谷氨酸的-NH2

6、、-OH和-NH-活性基團上。通過X射線衍射和雙折射分析，含氟單體接枝真絲并不直接影響真絲的結(jié)晶區(qū)，但引起真絲大分子平均取向度的下降。接枝真絲的紅外光譜顯示出真絲具有β折疊結(jié)構(gòu)和單體高聚物的結(jié)構(gòu)特征峰，從而說明單體接枝在纖維的無定型區(qū)內(nèi)部進行。在低接枝率(小于35％)范圍，真絲經(jīng)單體接枝后縱向表面形態(tài)和橫向表面形態(tài)與沒有接枝真絲相比無明顯的變化，僅橫截面變大，而在高接枝率范圍內(nèi)，真絲纖維周圍覆蓋了一層高聚物，并且出現(xiàn)分纖現(xiàn)象，隨著接枝率

7、的提高，這種現(xiàn)象更加明顯。 此外，真絲接枝后的核磁共振譜(19F)圖表明，化學位移δ為-78．16ppm處、-215．71ppm和-122．51ppm處的吸收峰分別顯示出分子具有-CF3、-CF2-和-CFH-結(jié)構(gòu)，且經(jīng)XPS譜圖測定，改性后的真絲表面在結(jié)合能位于688．92ev處、284ev處、289ev處、291ev處和294ev處的峰分別歸屬于C-F鍵、C-H鍵、CFH鍵、CF2鍵和CF3鍵，這說明含氟單體已經(jīng)和真絲發(fā)生了

8、接枝反應(yīng)，含氟側(cè)鏈已經(jīng)覆蓋或分布在織物表面上。隨著單體接枝率的逐漸升高，織物表面接觸角逐漸增大，但趨勢逐漸放緩，當接枝率過高時，反而會使接觸角下降。此外，還發(fā)現(xiàn)帶甲基的單體在相近接枝率下比不帶甲基單體的接觸角大，隨著含氟碳鏈的增長，織物獲得較高接觸角所需要的接枝率也越來越低。經(jīng)過多次水洗后，接枝后的真絲仍然具有較高的接觸角，并且隨著單體含氟碳鏈的增長，耐洗牢度進一步提高?？傊?，通過G04和G05的合成及七種含氟丙烯酸酯單體對真絲的接枝反