论文部分内容阅读
纯棉是一种重要的纺织原料,棉织物具有优良的透气透湿性,但是棉织物易燃,也容易滋生细菌,在应用上存在限制,所以有必要对棉织物进行阻燃抗菌整理,赋予其阻燃抗菌等性能。棉织物的阻燃抗菌整理一直是研究的热点,并朝着高效安全环保的方向进行,本文基于此合成了一系列棉用有机硅阻燃剂和抗菌剂,应用于棉织物后取得了一定的效果。本课题以四甲基环四硅醇的钾盐(KCTSi)为载体,链接功能性的阻燃抗菌基团合成了三种具有不同功能的硅氧烷化合物:(1)KCTSi与哌嗪和三氯氧磷反应,制备了含硅/磷/氮的协同阻燃疏水剂PNCTSi;(2)KCTSi与哌嗪和双氰胺反应,制备了含多个胍基的环状有机硅阻燃抗菌剂GNCTSi;(3)KCTSi与哌嗪、亚磷酸和尿素反应,制备了含磷环状硅氧烷铵盐阻燃剂APCTSi。然后通过FTIR、1HNMR和13CNMR对三种化合物进行了结构表征,表明成功合成了这三种化合物。(1)用50%的丙酮水溶液溶解PNCTSi配置为整理液,经250 g/L的整理液整理后的棉织物的LOI为29.8%;经垂直燃烧测试,处理的棉织物无阴燃和续燃;TG结果表明,处理的棉织物有更高的热稳定性,残炭量高于纯棉织物;接触角测试其CA为150°;SEM测试观察到处理的棉织物纤维残渣表面发生膨胀和鼓泡;经多次水洗后,处理的棉织物仍具有很好的阻燃性和疏水性。以上结果表明PNCTSi是一种性能优良的疏水剂和膨胀型阻燃剂。(2)用50%的异丙醇水溶液溶解GNCTSi配置为整理液,经250 g/L的整理液整理后的棉织物的LOI为30.1%;垂直燃烧测试后残炭长度为6.5cm,同时没有阴燃和续燃;TG测试表明处理的棉织物残炭量明显高于纯棉织物;抗菌实验结果表明,处理的棉织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有优良的抑菌性;SEM测试观察到棉纤维残渣表面被二氧化硅覆盖;同时棉织物的机械强度并未发生明显变化。以上结果表明GNCTSi是一种性能优良的棉织物阻燃抗菌剂。(3)将APCTSi溶于水中配置为整理液,经250 g/L的整理液整理后的棉织物,通过LOI、垂直燃烧测试和热重测试表现出优越的阻燃性,SEM测试显示处理的棉纤维被油膜覆盖,棉纤维残渣出现膨胀和破裂的泡状结构。以上结果表明APCTSi是一种性能优良的硅/磷/氮协同阻燃剂。