紡織品的藍光固化顏料數(shù)碼噴印技術(shù)研究.pdf

1、紡織品數(shù)碼噴墨印花技術(shù)是對傳統(tǒng)印花技術(shù)的一次革命性突破，展示殊多優(yōu)勢。但是，染料型數(shù)碼噴墨印花技術(shù)存在承印織物局限性和后道處理耗水耗能大及污染問題。用顏料墨水替代染料墨水是解決染料型數(shù)碼噴墨印花技術(shù)上述問題的有效途徑，但顏料墨水中高分子粘合劑的存在易產(chǎn)生噴嘴堵塞問題，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，且其后道的高溫焙烘成膜過程依然耗能較大。因此，研究開發(fā)一種高效、低耗并具有廣泛織物承印性的紡織品顏料噴印新技術(shù)具有重要的研究價值和廣闊的應(yīng)用前景。<

2、br>　　藍光固化技術(shù)以激發(fā)態(tài)分子的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，與熱固化技術(shù)相比具有高效、低耗、固化溫度低等特點。本課題創(chuàng)新性地將藍光固化技術(shù)與紡織品顏料數(shù)碼噴印技術(shù)相結(jié)合，以小分子低聚物和單體取代常規(guī)顏料墨水中的大分子粘合劑，以保證墨水在噴印過程中良好的流動性，噴印后通過藍光引發(fā)低聚物和單體在織物表面發(fā)生原位聚合固化，形成的固化膜包覆著色劑顆粒而使印花織物獲得良好的色牢度。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，本課題從高效藍光引發(fā)體系構(gòu)成優(yōu)化、低黏型柔性聚合體系構(gòu)建、

3、著色劑顏料與聚合體系相容性、藍光固化顏料墨水應(yīng)用性能以及織物印制效果等方面進行研究，取得了一定的理論研究和應(yīng)用技術(shù)成果，為研究開發(fā)適用于紡織品藍光固化顏料噴墨印花墨水和相關(guān)應(yīng)用技術(shù)提供理論指導(dǎo)。
　　1. CQ/EDMAB藍光引發(fā)聚合動力學(xué)研究表明，單體TMPTA的最大聚合速率（Rp,max）與[PI]0.5和[I0]0.5成正比，但高濃度（2 wt％）光引發(fā)劑會由于“濾鏡效應(yīng)”導(dǎo)致其Rp,max降低，因此在應(yīng)用過程中選擇合適的光

4、引發(fā)劑濃度是提高其利用率的關(guān)鍵。藍光引發(fā)體系的引發(fā)過程及性能研究表明，激發(fā)態(tài)CQ與EDMAB之間通過高效的供氫反應(yīng)，一方面使CQ共軛雙酮結(jié)構(gòu)破壞生成中間體并產(chǎn)生“光漂白”現(xiàn)象，另一方面產(chǎn)生叔胺活性自由基引發(fā)低聚物或單體發(fā)生聚合交聯(lián)反應(yīng)。結(jié)合藍光引發(fā)過程中反應(yīng)物、中間體以及產(chǎn)物的紫外可見光光譜變化和高斯含時密度泛函（TD-DFT）理論對上述物質(zhì)光譜信息的理論計算，確定了引發(fā)過程中間體的結(jié)構(gòu)為CQ·-。
　　2.在二組分CQ/EDMA

5、B藍光引發(fā)體系的研究基礎(chǔ)上，開發(fā)了四組分高效藍光引發(fā)體系，通過添加了光敏增效劑DPI和抗氧阻劑TTMSS組分，顯著提高了其在空氣氛圍中的藍光引發(fā)效率并改善了氧阻聚問題。優(yōu)化濃度下的光敏增效劑DPI可通過提高CQ的利用率并生成新的苯基自由基引發(fā)活性種以改善藍光引發(fā)效率。TTMSS通過對過氧自由基的高效轉(zhuǎn)化以及多途徑的抗氧阻機理，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧阻性能，可顯著縮短空氣氛圍中藍光聚合氧阻誘導(dǎo)期。應(yīng)用TTMSS抗氧阻性能和DPI的光敏增效作用以

6、及兩者的協(xié)同增效作用，開發(fā)了四組分藍光引發(fā)體系CQ/EDMAB/TTMSS/DPI（1wt％/0.5wt％/0.5wt％/0.25wt％）。該四組分藍光引發(fā)體系在空氣氛圍中的藍光聚合反應(yīng)未出現(xiàn)顯著的氧阻誘導(dǎo)期，且其單體最大聚合速率高于氮氣氛圍中CQ/EDMAB引發(fā)體系單體最大聚合速率50％以上；
　　3.選用IPD、HEA和低分子量PPG-1000為主要原料，兩步法合成了低黏型二官能團聚氨酯丙烯酸酯低聚物（PUA），并通過紅外光譜

7、法對合成過程和反應(yīng)終點進行監(jiān)控。合理控制第一步合成反應(yīng)條件（無催化劑，80℃，n(PPG-1000): n(IPDI)=1:2）是降低副反應(yīng)并獲得低黏度合成產(chǎn)物的關(guān)鍵。自制PUA的性能測試表明，其在25℃時的黏度為0.884 Pa·s，表現(xiàn)為低黏牛頓流體性質(zhì)；其在藍光聚合過程中，遵循典型二官能團低聚物的雙基終止機理，Rp,max與[PI]0.5和[I0]0.5成正比；其自身表面張力約為34 N·m-1，并可通過與不同比例、種類單體進行復(fù)

8、配調(diào)控，以滿足不同承印材料對潤濕性的要求；
　　4.自制聚氨酯丙烯酸酯（PUA）與典型的商用低聚物相比具有顯著的低黏優(yōu)勢。并可通過復(fù)配單體和提高溫度進一步降低復(fù)配體系黏度。PUA/HEA=60 wt％/40 wt％復(fù)配體系在65℃時，其黏度為0.0302 Pa·s，可基本達到數(shù)碼印花噴印系統(tǒng)對墨水聚合體系黏度的要求。在研究單體結(jié)構(gòu)與共聚膜物理機械性能構(gòu)效關(guān)系的基礎(chǔ)上，開發(fā)出三組分光固化聚合體系（PUA/IBOA/HEA=60 wt

9、％/30 wt％/10 wt％）。該聚合體系共聚膜具有良好的柔性、彈性和強力，能滿足服用紡織品對聚合體系固化膜物理機械性能的基本要求；
　　5.藍光固化顏料噴墨印花墨水的基本應(yīng)用性能研究表明，分散劑Tech6270可通過對顏料的立體保護作用，提高其分散穩(wěn)定性；由于顏料對入射光的物理性屏蔽以及選擇性吸收、反射和折射作用，在一定程度上降低了墨水的藍光聚合性能，但可通過提高光引發(fā)劑濃度或光強得以改善。藍光固化顏料噴墨印花織物的基本性能測

10、試表明，藍光固化顏料噴墨印花織物在相對低的顏料濃度下可獲得理想的表觀顏色深度。增加光引發(fā)劑用量、提高光強、優(yōu)化柔強型光固化聚合體系均有利于提高藍光固化顏料噴墨印花織物的耐摩擦色牢度。而藍光固化顏料噴墨印花織物的手感主要取決于聚合體系固化膜的物理機械性能；
　　6.在優(yōu)化的藍光固化顏料噴墨印花墨水配方(CQ/EDMAB/TTMSS/DPI（1wt％/0.5wt％/0.5wt％/0.25wt％），PUA/IBOA/HEA=60 wt％