硅氧烷化溶膠型聚氨酯羊毛防氈縮劑的合成與應(yīng)用.pdf

1、溶膠凝膠紡織品整理工藝是目前正在發(fā)展中的一項(xiàng)新技術(shù)。在本課題組的前期工作中,曾使用γ—(2,3—環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)并結(jié)合溶膠凝膠技術(shù),對(duì)羊毛織物進(jìn)行了防氈縮的工業(yè)化試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)當(dāng)焙烘溫度為180℃時(shí),才可達(dá)到國(guó)際羊毛局全毛織物可機(jī)洗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(TM No.31)和目前國(guó)際市場(chǎng)的要求(面積氈縮率≤3％)。盡管該工藝解決了在傳統(tǒng)氯化—赫科塞特羊毛防氈縮工藝中產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題(AOX值),但由于其對(duì)整理時(shí)的焙烘溫度要求過(guò)高,

2、整理后的織物泛黃嚴(yán)重而導(dǎo)致織物變色,限制了這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步推廣。
　　本文以此不足為切入點(diǎn),通過(guò)在γ—氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)中引入不同結(jié)構(gòu)和分子量的聚氨酯鏈段,以期達(dá)到降低焙烘溫度的目的。首先,本文從分子設(shè)計(jì)入手,將異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)分別與聚醚三元醇PPT、聚乙二醇PEG反應(yīng),生成了兩種以異氰酸酯基接尾的聚氨酯預(yù)聚體;研究了溫度、時(shí)間、催化劑用量、NCO/OH摩爾比和不同品種聚醚對(duì)預(yù)聚反應(yīng)的影響,提出了合成聚

3、氨酯預(yù)聚體的建議處方。接著,使用γ—氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)分別對(duì)兩種預(yù)聚體進(jìn)行封端,制得了PPT型、PEG型硅氧烷化聚氨酯溶膠前驅(qū)體;通過(guò)討論APTES用量(NCO/NH2摩爾比)、反應(yīng)溫度、時(shí)間以及溶劑等因素的影響,提出了封端反應(yīng)的建議處方;并用傅立葉紅外光譜分析(FTIR)對(duì)預(yù)聚和封端反應(yīng)進(jìn)行了驗(yàn)證。最后,采用酸催化水解工藝對(duì)兩種溶膠前驅(qū)體進(jìn)行水解,制備了具有以多硅羥基為端基的PPT型、PEG型硅氧烷化聚氨酯溶膠;同時(shí)對(duì)水

4、解過(guò)程中醇水比例(質(zhì)量比)、pH值和時(shí)間等因素進(jìn)行了篩選,結(jié)合29Si-NMR和凝膠膜的物理機(jī)械性能測(cè)試,最終提出了兩種溶膠的建議制備工藝;并通過(guò)熱重分析(TGA,DTG)、廣角X衍射分析(WAXD)和掃描電鏡(SEM),對(duì)兩種溶膠制備的凝膠膜的物理和化學(xué)性能進(jìn)行了表征。在此基礎(chǔ)上,將兩種溶膠應(yīng)用于羊毛織物的防氈縮整理,并以GPTMS溶膠作為參照對(duì)象,重點(diǎn)研究了焙烘溫度和焙烘時(shí)間對(duì)防氈縮性能的影響。
　　研究結(jié)果表明,在120℃的

5、焙烘溫度下,羊毛織物經(jīng)PPT型硅氧烷化聚氨酯溶膠整理后得到的面積氈縮率為2.4%,達(dá)到了面積氈縮率≤3%技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。物理機(jī)械性能、CIE Lab值、K/S值以及泛黃指數(shù)的測(cè)定表明:相對(duì)于GPTMS溶膠,由于焙烘溫度的降低,經(jīng)PPT型溶膠處理后的織物取得的色差變化較小,說(shuō)明泛黃傾向減小;整理后織物在物理機(jī)械性能上的變化均在可接受范圍內(nèi)。同時(shí),熱重分析(TGA,DTG)、廣角X衍射分析(WAXD)和掃描電鏡(SEM)的分析測(cè)試結(jié)果表明:經(jīng)