新型氨基改性有機(jī)硅柔軟劑的合成及應(yīng)用.pdf

1、氨基硅油素有“超級柔軟劑”之稱，但其存在乳液易漂油及其整理織物疏水和黃變等問題。引入親水性基團(tuán)能有效改善氨基硅油乳液漂油及其整理織物疏水等問題。氨基硅油的親水化改性一般是從環(huán)氧改性聚硅氧烷開始的，但其目前多為環(huán)氧基烷基改性聚硅氧烷，其環(huán)氧基的反應(yīng)活性較低，不利于合成大分子量成膜性好的親水性氨基硅油。為此，本文合成了反應(yīng)性強(qiáng)的線性雙端環(huán)氧基羰基聚硅氧烷，利用環(huán)氧基鄰位羰基的吸電子效應(yīng)，增強(qiáng)環(huán)氧基的反應(yīng)活性，然后以其為中間體合成兩種結(jié)構(gòu)不同

2、的氨基改性聚硅氧烷——嵌段型聚醚氨基改性聚硅氧烷和超支化氨基改性聚硅氧烷。研究和比較了這兩種結(jié)構(gòu)不同的改性聚硅氧烷乳液性能及其整理織物性能。具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　第一部分:線性雙端環(huán)氧基羰基聚硅氧烷的合成及表征。以兩端含氫聚硅氧烷(數(shù)均分子量約為4300)和甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為原料，合成了反應(yīng)性強(qiáng)的線性雙端環(huán)氧基羰基聚硅氧烷。探究了反應(yīng)因素對雙鍵轉(zhuǎn)化率的影響，優(yōu)化了合成工藝條件，測定了產(chǎn)物環(huán)氧值，并用FT-IR

3、與核磁氫譜分析表征了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:線性雙端環(huán)氧基羰基聚硅氧烷合成工藝優(yōu)化為:反應(yīng)溫度為100℃，催化劑氯鉑酸的量為50ppm，反應(yīng)時(shí)間為3.5h。產(chǎn)物環(huán)氧值為4.38×10-2mol/100g，紅外光譜與核磁氫譜分析證實(shí)了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與目標(biāo)物相吻合。
　　第二部分:嵌段型聚醚氨基改性聚硅氧烷的合成及其應(yīng)用研究。以雙端環(huán)氧基羰基聚硅氧烷和聚醚胺(ED-600)為原料，通過環(huán)氧基與胺基的親核開環(huán)反應(yīng)，合成了嵌段型聚醚氨基

4、改性聚硅氧烷。研究了反應(yīng)因素對環(huán)氧基轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)物特性粘度的影響，探究了聚硅氧烷鏈段分子量對嵌段型聚醚氨基改性聚硅氧烷乳液性能及其整理織物性能的影響，優(yōu)化了合成工藝條件，并用核磁共振氫譜和凝膠色譜對合成產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:當(dāng)聚硅氧烷鏈段分子量約為4300，n（雙端環(huán)氧基羰基聚硅氧烷）∶n（聚醚胺ED-600）為1∶1.1，反應(yīng)溫度為85℃，反應(yīng)時(shí)間為5h，溶劑異丙醇用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的35％時(shí)，環(huán)氧基轉(zhuǎn)化率為89.27％，產(chǎn)物特

5、性粘度為16.83mL/g，Mn為1.73×104，分子量分布較窄，核磁氫譜分析證實(shí)了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)為嵌段型聚醚氨基改性聚硅氧烷。在此基礎(chǔ)上，采用自制的改性聚硅氧烷乳液對棉織物進(jìn)行柔軟整理。研究了整理工藝因素對整理織物性能的影響，并優(yōu)化了整理工藝條件;測定了改性聚硅氧烷乳液及其整理織物性能，并與市售氨基硅油及側(cè)鏈型聚醚改性氨基硅油進(jìn)行對比。結(jié)果表明:當(dāng)嵌段型聚醚氨基改性聚硅氧烷整理劑（固含量為30％）用量為14g/L，焙烘溫度為140℃

6、，焙烘時(shí)間為40s時(shí)，整理織物的積分面積值為0.504，潤濕時(shí)間為10.9s。與氨基硅油乳液相比，改性聚硅氧烷乳液穩(wěn)定不漂油，乳液平均粒徑小;與氨基硅油整理織物相比，自制改性聚硅氧烷整理織物的柔軟和洗滌性能稍差，但親水性和白度值有顯著提高。與側(cè)鏈型聚醚改性氨基硅油相比，自制改性聚硅氧烷整理織物親水性和白度值與之相當(dāng)，柔軟性和耐洗性有明顯改善。
　　第三部分:超支化氨基改性聚硅氧烷的合成及應(yīng)用研究。以雙端環(huán)氧基羰基聚硅氧烷和二乙烯三

7、胺為原料，通過環(huán)氧基與胺基的親核開環(huán)反應(yīng)，合成了超支化氨基改性聚硅氧烷。研究了反應(yīng)因素對環(huán)氧基轉(zhuǎn)化率的影響，探究了雙端環(huán)氧基羰基聚硅氧烷分子中聚硅氧烷鏈段分子量對改性聚硅氧烷乳液及其整理織物性能的影響，優(yōu)化了合成工藝條件，并用FT-IR表征了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:當(dāng)聚硅氧烷鏈段分子量約為3100，n（雙端環(huán)氧基羰基聚硅氧烷）∶n（二乙烯三胺）為1.5∶1，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為3h，溶劑異丙醇用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的30％時(shí)，環(huán)氧

8、基轉(zhuǎn)化率為93.25％;FT-IR分析證明了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)為超支化氨基改性聚硅氧烷。在此基礎(chǔ)上，采用自制的超支化氨基改性有機(jī)硅乳液對棉織物進(jìn)行柔軟整理。研究了超支化氨基改性聚硅氧烷整理工藝因素對整理織物性能的影響，并優(yōu)化了整理工藝條件;測定了改性聚硅氧烷乳液及其整理織物性能，并與市售氨基硅油及嵌段型聚醚改性氨基硅油進(jìn)行對比。結(jié)果表明:當(dāng)超支化氨基改性有機(jī)硅整理劑（固含量為30％）用量為12g/L，焙烘溫度為130℃，焙烘時(shí)間為60s時(shí)，

9、整理織物的積分面積值為0.483，潤濕時(shí)間為12.6s;與氨基硅油乳液相比，超支化氨基改性聚硅氧烷乳液穩(wěn)定不漂油，乳液平均粒徑小;與氨基硅油整理織物相比，自制超支化氨基改性聚硅氧烷整理織物的柔軟性和耐洗性與之相當(dāng)，親水性和白度值有顯著提高。與嵌段型聚醚改性氨基硅油整理織物相比，自制超支化氨基改性聚硅氧烷整理織物的親水性和白度與之相當(dāng)，柔軟性和耐洗性有明顯改善。
　　最后，比較上述兩種結(jié)構(gòu)不同的改性聚硅氧烷的合成及其應(yīng)用性能，與自制