石榴狀PA-SiO2接枝復(fù)合乳膠的原位法制備及其膠膜結(jié)構(gòu)形成機(jī)制.pdf

1、無(wú)機(jī)功能顆粒存在下，水性膠乳在目標(biāo)織物表面的成膜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(guò)程。通常認(rèn)為無(wú)機(jī)顆粒在所成膠膜內(nèi)特定結(jié)構(gòu)的分散和排列可賦予其更好的功能性和粘結(jié)牢度。但目前常用的、基于簡(jiǎn)單物理共混的水性膠乳成膜體系下，無(wú)機(jī)顆粒在最終膠膜內(nèi)的分散狀態(tài)往往嚴(yán)重失控，這極大地影響了膠膜品質(zhì)的提升及功能顆粒功效的充分發(fā)揮。近二十年來(lái)，基于原位聚合的接枝復(fù)合乳膠制備技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。由此制得的具有不同形態(tài)結(jié)構(gòu)和接枝狀態(tài)的粘合劑/

2、無(wú)機(jī)顆粒復(fù)合乳膠用于功能整理，則有望解決上述關(guān)鍵共性問(wèn)題。但目前對(duì)接枝復(fù)合膠膜形態(tài)結(jié)構(gòu)形成機(jī)制的研究較少，特別是針對(duì)其中復(fù)合乳膠形態(tài)與其膠膜結(jié)構(gòu)間的關(guān)聯(lián)仍缺乏系統(tǒng)研究。
　　本課題以納米SiO2為代表性無(wú)機(jī)功能顆粒，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑MPS偶聯(lián)改性、介質(zhì)置換等過(guò)程制備一系列親水親油性不同的納米SiO2水分散液和丙烯酸酯單體分散液。進(jìn)而分別通過(guò)微懸浮、乳液等原位聚合技術(shù)，制備一系列具有不同接枝狀態(tài)和粒徑大小的石榴狀復(fù)合乳膠。發(fā)現(xiàn)，偶聯(lián)改

3、性可有效改變SiO2表面親水親油性。當(dāng)其表面改性程度較高時(shí)，SiO2可完全分散于丙烯酸酯類單體中。進(jìn)而可通過(guò)原位微懸浮聚合制得具有典型石榴狀結(jié)構(gòu)特征的亞微米級(jí)PA/SiO2接枝復(fù)合乳膠。而當(dāng)偶聯(lián)程度適中時(shí)，SiO2可在單體/水兩相界面起到類似分散劑的作用，并隨著聚合的進(jìn)行和其表面接枝鏈的增多而被拉進(jìn)PA乳膠粒內(nèi)。因而通過(guò)原位乳液聚合可制備具有典型石榴狀結(jié)構(gòu)特征的納米級(jí)PA/SiO2接枝復(fù)合乳膠。在上述制備過(guò)程中，通過(guò)協(xié)同改變反應(yīng)配方、操

4、作條件及MPS偶聯(lián)程度等因素，可在較大范圍內(nèi)調(diào)控石榴狀復(fù)合乳膠的粒徑大小和接枝狀態(tài)。
　　將上述具有不同粒徑大小和接枝狀態(tài)的石榴狀復(fù)合膠乳用于膠乳成膜，并與傳統(tǒng)物理共混膠膜進(jìn)行形態(tài)結(jié)構(gòu)比較。發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)物理共混膠乳成膜過(guò)程中，隨著介質(zhì)水的揮發(fā)及膠粒間的相互靠近融合，與粘合劑聚合物在極性、浸潤(rùn)性、親水親油性等方面存在巨大差異的SiO2極易被排斥而在膠膜內(nèi)堆積形成較大尺寸的顆粒聚集體，這也正是導(dǎo)致當(dāng)前傳統(tǒng)功能整理涂層品質(zhì)較差的原因之一。而

5、石榴狀復(fù)合乳膠中，SiO2被高效地預(yù)先包裹于乳膠粒內(nèi)，且成膜過(guò)程中膠粒間的表層形變?nèi)诤蠈?duì)膠粒內(nèi)SiO2的影響較少，因而最終可在整個(gè)復(fù)合膠膜內(nèi)均勻形成大量膠粒大小的石榴狀SiO2團(tuán)簇體。且在高偶聯(lián)改性情況下，復(fù)合膠粒內(nèi)可形成以SiO2為交聯(lián)點(diǎn)的復(fù)雜交聯(lián)結(jié)構(gòu)，因而相應(yīng)的SiO2團(tuán)簇體在高流動(dòng)性的溶液體系中可保持其原有可控聚集結(jié)構(gòu)，即這種石榴狀SiO2團(tuán)簇體屬于熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。因而認(rèn)為，與粘合劑膠粒的預(yù)先高效復(fù)合，是解決功能顆粒在膠膜中可控分