溶膠型聚氨酯的合成及在丙綸親水整理上的應(yīng)用研究.pdf

1、丙綸纖維的特點(diǎn)是密度小、比重輕、導(dǎo)熱性低和保暖性好,非常適合作為運(yùn)動及戶外活動裝備的高檔面料。但是丙綸用作衣料最大的缺點(diǎn)是親水性差,極大的限制了它的應(yīng)用。為了改善丙綸的服用性能,必須改善其親水性能。目前,國內(nèi)外對丙綸親水性改進(jìn)的方法主要有:聚丙烯大分子結(jié)構(gòu)親水化法,即在紡絲過程中引入親水性的極性基團(tuán),提高丙綸的吸濕吸水性能;或者對丙綸紡織品進(jìn)行親水化處理,如選用合適的親水整理劑進(jìn)行整理。但是在紡絲過程中對聚丙烯進(jìn)行改性,或多或少的會影響

2、丙綸的一些基本性能;由于丙綸纖維不耐高溫,采用親水劑等后處理法對丙綸織物進(jìn)行處理,其耐久性和時效性又是一個急待解決的問題?；谇叭撕驼n題組前期研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合聚氨酯改性和溶膠凝膠技術(shù)的基本知識,本論文合成和制備了可在較低溫度下(120℃)交聯(lián)的溶膠型聚氨酯親水整理劑,并將溶膠凝膠技術(shù)應(yīng)用于丙綸針織物的親水整理。通過采用軋-烘-焙工藝,溶膠型整理劑在丙綸針織物表面交聯(lián)縮合成膜,緊密包覆丙綸纖維,極大的改善了其親水性能,并且具有較好的

3、耐久性。本論文首先從分子設(shè)計(jì)入手,選用親水性很好的聚醚二元醇(PEG)為原料,與異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)進(jìn)行預(yù)聚,生成異氰酸酯基(NCO)接尾的聚氨酯預(yù)聚體,再用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)進(jìn)行封端改性,合成了一種新型的硅氧烷改性聚氨酯溶膠前驅(qū)體。論文以分子量為1450的聚醚二元醇(PEG1450)為研究代表,詳細(xì)討論了合成過程中預(yù)聚反應(yīng)溫度、時間、催化劑、NCO/OH摩爾比值,以及封端改性時NH2/NCO摩爾比值、封端溫

4、度與時間的影響;并且采用紅外光譜(FT-IR)對合成過程進(jìn)行了表征,驗(yàn)證了APTES改性聚氨酯前驅(qū)體的分子結(jié)構(gòu)。隨后將新型聚氨酯溶膠前驅(qū)體在一定條件下水解制備溶膠型整理劑,研究了醇水比例、pH值、水解溫度和時間等工藝參數(shù)對前驅(qū)體水解的影響。根據(jù)研究結(jié)果,提出了APTES改性聚氨酯前驅(qū)體的合成及其溶膠型整理劑制備的建議工藝。同時,采用另外6種不同分子量(300,1000,2000,3350,4000和6000)的聚醚二元醇(PEG)合成制

5、備了系列溶膠型整理劑,與PEG1450合成的溶膠型整理劑進(jìn)行了比較,詳細(xì)討論了聚醚二元醇(PEG)的分子量對整理劑的理化性質(zhì)及其凝膠膜性能的影響。結(jié)果表明:隨著所用PEG分子量的增大,整理劑的密度、分子量、粒徑和粘度等理化性質(zhì)均呈增大趨勢,而膜的力學(xué)性能變差,親水性能增強(qiáng)。熱重分析(TGA、DTG)和廣角X衍射分析(WAXD)結(jié)果顯示,PEG分子量增大,整理劑膜的初始分解溫度稍有降低,但結(jié)晶度相對提高。然后,采用溶膠凝膠法,使用溶膠型聚

6、氨酯整理劑對丙綸針織物進(jìn)行了親水整理。首先以PEG1450合成的整理劑為代表,系統(tǒng)研究了整理劑濃度、預(yù)烘時間、帶液率、焙烘溫度、焙烘時間等工藝參數(shù)對丙綸親水性及其耐久性的影響,提出了丙綸親水整理的建議工藝處方。并與上述另外6種不同分子量PEG合成的整理劑的親水處理效果進(jìn)行比較,探討了PEG分子量對丙綸親水性能及其耐久性的影響,結(jié)果表明:隨著PEG分子量的增大,整理后丙綸針織物的親水性能呈增加趨勢,但耐洗性卻依次下降;分子量為1450和2