新型含全氟烷基多功能整理剂的设计、合成及其在纯棉织物上的应用

被引量 : 0次 | 上传用户:hnzzzc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人们生活水平的不断提高,人们对穿着舒适和卫生健康意识日益增强,要求纺织品不仅具有透气性好,还要求具有拒水、拒油、防污和抗菌等多种功能。因此开发纺织品用多功能整理剂是非常必要的。本论文在开发新型多功能整理剂的同时,也需要考虑如何降低整理剂对环境的污染或不良影响。从合成功能性单体入手,设计和制备了几种多功能整理剂,其中就包括了含短氟链聚合物多功能整理剂,对它们的性能进行了系统深入的研究和分析,为低毒高性能的多功能整理剂的设计和研究提供了理论支持。设计并成功合成了具有拒水拒油功能的全氟丙烯酸酯单体、具有抗菌功能的含季铵盐的短链丙烯酸酯单体(d1)和含季铵盐的长链丙烯酸酯单体(d2)、可以与棉纤维进行交联反应的双羟乙基砜丙烯酸酯单体和能改善拒水拒油性能和低成本的十八烷基丙烯酸酯单体,采用红外光谱(FTIR)、核磁共振H谱(1H NMR)、核磁共振F谱(19F NMR)、质谱、元素分析等对中间产物和单体结构进行了表征,证实功能性单体的设计和合成方法是可行的。将拒水拒油单体、抗菌性单体(d1、d2)、交联单体及其他辅助性单体通过乳液聚合得到了功能性乳液。探讨了乳化剂、引发剂、单体配比、反应温度和时间对聚合过程的影响,实验结果表明:m(含氟单体):m(辅助单体):m(交联单体):m(抗菌单体)=55:10:10:25;乳化剂以十六烷基三甲基溴化铵、TO-10、含氟表面活性剂进行复配,其比值为1:1:0.5,乳化剂占单体量的5%;以过氧化氢异丙苯/硫酸亚铁(摩尔比1:1)为引发剂,其用量为单体质量的0.6%;反应温度为40℃;反应时间为4h;得到的聚合物乳液[PFAC1(含d1)和PFAC2(含d2)],其外观呈蓝色荧光状,单体转化率大于94%。对比实验表明,PFAC1的抑菌率和拒水拒油性能都比PFAC2要差。对PFAC2进行了FTIR、19F NMR、粒径、GPC、DSC表征,研究结果表明,PFAC2是含有交联单体、丙烯酸酯季铵盐、含氟丙烯酸酯和丙烯酸十八烷酯的共聚物;PFAC2乳液的平均粒径为54.97nm且分布窄;PFAC2的数均分子量Mn=12173.0、重均分子量Mw=13390.3、分子量分布系数d=1.10;PFAC2出现了2个玻璃化温度,其中Tg1=65.1℃,Tg1=131.7℃,表明PFAC2是以两相存在的。通过测试PFAC2整理后织物的物理性能、力学性能和抑菌性能的变化,确定了PFAC2整理工艺和最佳条件:二浸二轧,PFAC2的浓度为40g/l,烘干温度100℃,烘干时间3min,焙烘温度170℃,焙烘时间3min。对PFAC2整理织物的拒水拒油级别分别为100分和6级,30次水洗后拒水拒油级别为80分和4级,对咖啡、葡萄酒、人造血、墨水、色拉油、酱油等均显示出排斥性。整理织物的易去污等级为4-5级,对Staphylococcus aureus(ATCC6538)和Escherichia coli.(AATCC8099)的抑制率分别为97.4%和90.5%,洗水10次后,抑菌率仍能达到94.7%和83.7%。PFAC2与能与抗皱整理剂2D树脂同浴使用,与PFAC2比较,提高了整理织物的抗皱性和耐洗性能;由于2D树脂焙烘时分解产生了微量的甲醛,提高了初期的抑菌效果。PFAC2与阳离子软片、氨基硅油、反应性硅油柔软剂同浴使用时,对整理后织物性能的影响与其种类和结构有关。通过氟化的环氧丁烷单体开环聚合反应,设计合成了一种新的含五氟丙基短氟碳链的低聚合度聚醚二醇(PFOX)。采用FTIR、1H NMR、19F NMR、质谱和凝胶渗透色谱对PFOX的化学结构进行了表征,结果表明,目标产物符合设计要求,其分子量Mn=2419,Mw=2709;分子量分布d=1.12。以脂肪族异氰酸酯(IPDI)、PFOX、N-甲基二乙醇胺、1,4-对二氯苄等为原料合成了无硅短氟链阳离子水性聚氨酯(Polymer1)。以IPDI、PFOX、N-甲基二乙醇胺、1,4-对二氯苄、胺基三甲氧基硅烷偶联剂等为原料合成了含硅和短氟链阳离子水性聚氨酯(Polymer2)。对整理后织物的拒水拒油、抗菌和耐洗性能的评估结果表明,Polymer2的综合性能要好于Polymer1,主要原因是Polymer2所含的-Si(OCH3)3反应性基团,在一定的条件下能与棉纤维上的羟基发生交联反应,从而提高其在棉织物上的结合牢度。通过测试Polymer2整理后织物的物理性能、力学性能和抑菌性能的变化,确定了Polymer2整理工艺的最佳条件:二浸二轧,Polymer2的用量40-50g/l,烘干温度为80℃,焙烘温度为170℃,焙烘时间3min。整理织物的拒水拒油效果为100分和3级,对水的接触角为155o,对Staphylococcus aureus(ATCC6538)和Escherichia coli.(ATCC8099)的抑制率分别为99%和96%,折痕回复角能达到230o;30次水洗后,整理织物仍具有很好的拒水和抗菌效果,显示出了较好的耐久性。
其他文献
<正>慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一种不可逆性气流阻塞疾病。COPD的诊断、管理和预防全球战略(2017年报告)[1]表明,COPD是目前世界上第四大
高校评估体系有效性问题实质上是一个政策评估问题,在历年来的实践中,我们总结了不少经验,政策设计也在不断完善中。本文主要通过对高校评估的背景梳理,总结评估中的不利之处
爆炸品仓库是指贮存火药、炸药、火炸药制品(如雷管、导火索、导爆索、探矿用震源弹等)及其它易燃易爆物品(如某些不稳定的氧化剂)的仓库。在设计和建造这类仓库时,必须遵守
目的探讨进展期胃癌术中腹腔内植入125I放射性粒子及氟尿嘧啶缓释粒子对患者术后腹腔内局部复发及生存时间的影响。方法回顾性分析2002年1月至2008年10月诊治的97例进展期胃
近年来,随着城市建设步伐的整体加快以及外部环境因素的日趋复杂,通信光缆维护工作面临的压力越来越大。因工程施工、交通肇事以及偷盗等造成的光缆线路人为阻断事件日益增多
为促进茂谷柑产业健康持续发展,对广西茂谷柑产业进行实地调研,并就目前发展情况作研究分析,提出发展建议。调查发现广西茂谷柑产业存在主要问题有:苗木繁育不规范;病毒类病
菲利普·罗斯在长期创作实践中努力摆脱犹太身份束缚,推出的大量佳作充分展示了他逐步成为美国主流文化代言人之一的奋斗历程。他从早期的叛逆、对犹太传统文化弊端的抨击,到
[目的]探讨不同低温条件下,沙棘抗寒生理指标变化及与抗寒性的关系。[方法]以俄罗斯大果沙棘1年生枝条为试验材料,通过-30~-10℃低温胁迫处理,测定其含水量、渗透调节物质、
在下一代互联网NGI (Next Generation Internet)中随时随地享受高质量的网络服务已经成为人们迫切的要求,这就要求NGI在通信开始和进行期间支持用户总最佳连接ABC (Always Be
近年来,随着中国国力和影响力的增强,美国对中国的疑虑在不断加深。中国的"对非援助"被其主观建构为新殖民主义行为正是这一现象的反映。新殖民主义话语建构由于涉及殖民问题