復(fù)合乳膠烘焙成膜及其膠膜微相結(jié)構(gòu)的形成規(guī)律.pdf

1、功能顆粒存在下，復(fù)合膠乳在織物表面的成膜和附著是紡織品功能整理中普遍存在著的一個(gè)固化成型過程。由于功能顆粒和膠乳間存在極性、疏水性和流變性等性質(zhì)的差異，基于共混的傳統(tǒng)整理中存在團(tuán)聚嚴(yán)重、色牢度低和色彩性不均勻問題。近些來，功能顆粒包裹于乳膠中的原位聚合技術(shù)得到了全面的發(fā)展。將這些通過原位技術(shù)制備出不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的預(yù)復(fù)合乳膠應(yīng)用紡織品的功能整理，形成復(fù)合膠膜，則可解決上述傳統(tǒng)共混工藝中存在關(guān)鍵共性問題。但目前，對(duì)復(fù)合膠膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制，

2、特別是其中功能顆粒在成膜過程中運(yùn)動(dòng)規(guī)律和分散聚集狀態(tài)仍缺乏系統(tǒng)性的了解。
　　本論文分別以含銅鈦菁藍(lán)（PB）和二氧化硅(SiO2)兩種功能顆粒復(fù)合乳膠為研究對(duì)象，利用簡(jiǎn)單共混、原位微懸浮、原位乳液和原位細(xì)乳液等聚合技術(shù)，制備一系列共混型和復(fù)合型復(fù)合乳膠，然后將上述復(fù)合乳膠用于烘焙成膜實(shí)驗(yàn)。分別采用激光粒度儀(DLS)、三維視頻顯微系統(tǒng)(3D-POM)、分光測(cè)色儀、摩擦牢度、透射電鏡(TEM)、原子力顯微鏡（AFM）、熱場(chǎng)發(fā)射掃描電

3、鏡(FE-SEM)、X-射線光電子能譜(XPS)等表征手段，觀察復(fù)合乳膠成膜過程中乳膠和功能顆粒的運(yùn)動(dòng)行為，考察膠膜中功能顆粒的分散聚集狀態(tài)。并將復(fù)合乳膠成膜過程功能顆粒的運(yùn)動(dòng)行為與復(fù)合膠膜最終結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)筑復(fù)合乳膠烘焙成膜的形成機(jī)制。
　　對(duì)于微米級(jí)乳膠成膜，發(fā)現(xiàn)共混型有機(jī)顏料膠乳體系中，顏料顆粒與黏合劑膠粒間不存在緊密關(guān)聯(lián)。因而，烘焙成膜過程中，顏料顆粒不會(huì)隨著黏合劑膠粒及其高分子鏈的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生擴(kuò)散鋪展。而復(fù)合型有

4、機(jī)顏料復(fù)合膠乳體系中，顏料顆粒已被高效地預(yù)包裹在黏合劑膠粒中。因而焙烘成膜過程中隨著膠粒的融合、黏流和流平，顏料顆粒也會(huì)隨之運(yùn)動(dòng)鋪展，從而最終可均勻分布在整個(gè)膠膜內(nèi)部。這使得復(fù)合型顏料膠膜具有更好的色深性、色牢度和色彩均勻性。
　　進(jìn)一步對(duì)成膜過程的精細(xì)觀察表明，有機(jī)顏料復(fù)合乳膠在烘焙成膜過程中，顏料黏流鋪張面積變化曲線呈S型，存在黏流初始溫度Tl、鋪展平衡溫度Tk和平衡增長面積增長率 Ks三個(gè)特征值，可用來評(píng)價(jià)有機(jī)顏料復(fù)合膠粒黏

5、合鋪張行為。在顏料乳膠成膜過程中，降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg、提高顏料含量、降低凝膠率、提高升溫速率有利于提高復(fù)合乳膠膜中顏料顆粒的分散均勻。
　　對(duì)于納米級(jí)乳膠成膜，在乳液聚合所制PA/SiO2復(fù)合乳膠烘焙成膜過程中， SiO2粒子簇不會(huì)隨著PA乳膠及其高分子鏈的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生擴(kuò)散鋪展，形成SiO2粒子簇以小尺寸梅花狀團(tuán)簇凸起存在膜表面的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，這種分散狀態(tài)屬于熱力學(xué)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。細(xì)乳液聚合PA/SiO2復(fù)合乳膠烘焙成膜過程中，SiO

6、2粒子會(huì)隨著PA乳膠及其高分子鏈的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生擴(kuò)散鋪展，最終導(dǎo)致SiO2顆粒均勻分散在膠膜中。與傳統(tǒng)共混復(fù)合乳膠成膜相比，通過對(duì)功能顆粒SiO2預(yù)先高效包裹，可使SiO2以粒子簇形式或初級(jí)粒子形式均勻分布乳膠膜內(nèi)，有效避免了高溫烘焙成膜過程中功能顆粒的大量團(tuán)聚現(xiàn)象。
　　綜合上述微納兩種復(fù)合乳膠烘焙成膜可知，只要功能顆粒能預(yù)先被高效地包埋在復(fù)合膠粒內(nèi)，都能實(shí)現(xiàn)均勻穩(wěn)定的分散在膠乳膜中。
　　本課題主要在于研究復(fù)合乳膠高溫烘焙成