陽離子型全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、陽離子型全氟烷基丙烯酸酯共聚物膠乳通過靜電作用與織物、紙張等表面結(jié)合牢固,賦予基底憎水、憎油特性,廣泛應(yīng)用在紡織纖維整理劑、皮革紙張?zhí)幚韯⑽奈锉砻姹Ｗo(hù)涂層等領(lǐng)域,有著陰離子型含氟丙烯酸酯聚合物乳液不可比擬的優(yōu)勢,成為近年來國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。 本論文首先采用常規(guī)乳液聚合法,利用季銨鹽類功能單體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)的共聚反應(yīng)及陽離子型引發(fā)劑分解殘片引入陽離子基團(tuán),制備得到陽離子型全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液,使聚合

2、物乳液最終呈弱陽離子性,Zeta電位在40.7mv左右。將該乳液應(yīng)用在紙張及棉布上,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：采用1wt％濃度的陽離子型FA共聚物乳液處理紙張和棉布后,其表面自由能最低分別可降至7.3mN/m、12.5mN/m,表現(xiàn)出良好的防水防油性,其中對(duì)CH2I2的動(dòng)態(tài)接觸角可達(dá)120°以上。 其次,采用細(xì)乳液聚合技術(shù),利用單體液滴成核機(jī)理,回避全氟烷基丙烯酸酯疏水單體通過連續(xù)相向乳膠粒的遷移過程,在少量表面活性劑(2.7wt％)存在的情況

3、下成功制備穩(wěn)定的陽離子型甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸十八烷基酯/全氟烷基丙烯酸酯(MMA∶SMA∶FA=50∶33∶17wt％)共聚物細(xì)乳液。采用光子相關(guān)光譜(PCS)、透射電子顯微鏡(TEM)進(jìn)一步考察了均質(zhì)強(qiáng)度(振幅)、均質(zhì)時(shí)間、以及助穩(wěn)定劑十六烷(HD)用量對(duì)陽離子型FA共聚物細(xì)乳液乳膠粒大小、形貌、離心穩(wěn)定性、貯存穩(wěn)定性及乳液對(duì)紙張表面性能的影響,得到最佳均質(zhì)細(xì)乳化條件為：均質(zhì)強(qiáng)度(振幅)為60％：均質(zhì)時(shí)間為15min;HD/乳化

4、劑摩爾比為1.5∶1。研究發(fā)現(xiàn),乳膠粒子形態(tài)多樣化(核殼形、雪人形、草莓形),長鏈的全氟烷基側(cè)鏈微相分離,更有助于提高該FA共聚物乳膠膜的憎水憎油性,水滴在膠膜上的平衡靜態(tài)接觸角最高可達(dá)150°。紙張經(jīng)1wt％濃度的陽離子型FA共聚物細(xì)乳液處理后,其表面對(duì)H2O/CH2I2的動(dòng)態(tài)接觸角分別增至113.4±1.7°,122.5±2.8°,表面自由能降低到約為6.7mN/m。若采用常規(guī)乳液聚合方法,使處理后的紙張表面的自由能降至6.7mN/