復合乳膠烘焙成膜及其膠膜微相結構的形成規(guī)律.pdf

1、功能顆粒存在下，復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的差異，基于共混的傳統(tǒng)整理中存在團聚嚴重、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得到了全面的發(fā)展。將這些通過原位技術制備出不同結構形態(tài)的預復合乳膠應用紡織品的功能整理，形成復合膠膜，則可解決上述傳統(tǒng)共混工藝中存在關鍵共性問題。但目前，對復合膠膜形態(tài)結構的形成機制，

2、特別是其中功能顆粒在成膜過程中運動規(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（PB）和二氧化硅(SiO2)兩種功能顆粒復合乳膠為研究對象，利用簡單共混、原位微懸浮、原位乳液和原位細乳液等聚合技術，制備一系列共混型和復合型復合乳膠，然后將上述復合乳膠用于烘焙成膜實驗。分別采用激光粒度儀(DLS)、三維視頻顯微系統(tǒng)(3D-POM)、分光測色儀、摩擦牢度、透射電鏡(TEM)、原子力顯微鏡（AFM）、熱場發(fā)射掃描電

3、鏡(FE-SEM)、X-射線光電子能譜(XPS)等表征手段，觀察復合乳膠成膜過程中乳膠和功能顆粒的運動行為，考察膠膜中功能顆粒的分散聚集狀態(tài)。并將復合乳膠成膜過程功能顆粒的運動行為與復合膠膜最終結構形態(tài)進行關聯(lián)，從而構筑復合乳膠烘焙成膜的形成機制。
　　對于微米級乳膠成膜，發(fā)現(xiàn)共混型有機顏料膠乳體系中，顏料顆粒與黏合劑膠粒間不存在緊密關聯(lián)。因而，烘焙成膜過程中，顏料顆粒不會隨著黏合劑膠粒及其高分子鏈的運動而發(fā)生擴散鋪展。而復合型有

4、機顏料復合膠乳體系中，顏料顆粒已被高效地預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，顏料顆粒也會隨之運動鋪展，從而最終可均勻分布在整個膠膜內(nèi)部。這使得復合型顏料膠膜具有更好的色深性、色牢度和色彩均勻性。
　　進一步對成膜過程的精細觀察表明，有機顏料復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三個特征值，可用來評價有機顏料復合膠粒黏

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合乳膠膜中顏料顆粒的分散均勻。
　　對于納米級乳膠成膜，在乳液聚合所制PA/SiO2復合乳膠烘焙成膜過程中， SiO2粒子簇不會隨著PA乳膠及其高分子鏈的運動而發(fā)生擴散鋪展，形成SiO2粒子簇以小尺寸梅花狀團簇凸起存在膜表面的復合膜結構，這種分散狀態(tài)屬于熱力學穩(wěn)態(tài)結構。細乳液聚合PA/SiO2復合乳膠烘焙成膜過程中，SiO

6、2粒子會隨著PA乳膠及其高分子鏈的運動而發(fā)生擴散鋪展，最終導致SiO2顆粒均勻分散在膠膜中。與傳統(tǒng)共混復合乳膠成膜相比，通過對功能顆粒SiO2預先高效包裹，可使SiO2以粒子簇形式或初級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聚現(xiàn)象。
　　綜合上述微納兩種復合乳膠烘焙成膜可知，只要功能顆粒能預先被高效地包埋在復合膠粒內(nèi)，都能實現(xiàn)均勻穩(wěn)定的分散在膠乳膜中。
　　本課題主要在于研究復合乳膠高溫烘焙成