水性聚氨酯分散液的合成及其在羊毛防氈縮中的應(yīng)用研究.pdf

1、水溶性基團(tuán)封端型水性聚氨酯一直是羊毛非氯防氈縮工藝的首選助劑,在應(yīng)用時(shí),通過加熱使-NCO基團(tuán)脫封,在羊毛纖維表面形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的聚氨酯涂膜,而達(dá)到良好的防氈縮效果。該工藝簡(jiǎn)單、環(huán)保,但其手感較硬而影響其應(yīng)用范圍。為了改善這一缺陷,本文希望通過用含有陰離子自乳化型聚氨酯水分散液與封端型聚氨酯進(jìn)行復(fù)配改性,用于羊毛織物的防氈縮整理,以達(dá)到改善手感的目的。預(yù)聚體分散法合成自乳化陰離子型聚氨酯水分散液是聚氨酯工業(yè)常用方法之一,但多以聚酯和芳香

2、族異氰酸酯來合成產(chǎn)品。從改善手感和防止織物泛黃的角度考慮,本課題采用脂肪族的異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和合適分子量的聚醚、在大分子中引入親水基團(tuán)二羥甲基丙酸(DMPA)和中和成鹽的陰離子自乳化方法,合成聚氨酯水分散液。由于水的參與,使得聚氨酯合成和乳化體系有著復(fù)雜多變的影響因素,因此如何把握這些因素的內(nèi)在規(guī)律從而得到質(zhì)優(yōu)且穩(wěn)定的產(chǎn)品是本文研究的重點(diǎn)之一。本文首先通過對(duì)合成的水性聚氨酯分散液粒徑、粘度、儲(chǔ)存穩(wěn)定性等的測(cè)試發(fā)現(xiàn)NCO/O

3、H的摩爾比值、DMPA的質(zhì)量濃度、中和度以及擴(kuò)鏈程度對(duì)聚氨酯水分散液的性能有很大的影響。通過對(duì)一系列配方進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)NCO/OH的摩爾比值、DMPA質(zhì)量濃度、中和度和擴(kuò)鏈程度均有一最佳值。同時(shí),本文探討了聚氨酯水分散液的物理結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能和熱學(xué)性能的關(guān)系。結(jié)果表明;NCO/OH的摩爾比值、DMPA的質(zhì)量濃度、中和度以及擴(kuò)鏈程度對(duì)聚氨酯水分散液制得的膠膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、耐水性等都有很大的影響。另外,通過示差掃描量熱法(DSC)對(duì)

4、擴(kuò)鏈程度不同的聚合物進(jìn)行測(cè)試表征,發(fā)現(xiàn)用1,4-丁二醇進(jìn)行擴(kuò)鏈時(shí),隨著擴(kuò)鏈程度的增大,氫鍵解離吸熱峰移到高溫方向,說明軟段與硬段之間形成氫鍵的能力增加,還從熱重分析(TGA)曲線看到,隨1,4-丁二醇在硬段中含量的增加,聚氨酯的初始熱分解溫度有所升高。而通過凝膠滲透色譜法(GPC)測(cè)定了不同擴(kuò)鏈程度的聚氨酯分子量,發(fā)現(xiàn)隨著擴(kuò)鏈劑用量的增加,聚氨酯分子量也增大。綜合聚氨酯水分散液的性能以及膠膜的力學(xué)性能和耐水性,最終提出了合成陰離子水性聚

5、氨酯分散液的建議處方;NCO/OH摩爾比的比值為1.5,DMPA質(zhì)量濃度為7％,中和度為100%,擴(kuò)鏈程度為90%。將合成的自乳化的陰離子型聚氨酯水分散液,與封端型聚氨酯復(fù)配用于羊毛防氈縮整理,整理效果的測(cè)試結(jié)果表明,在達(dá)到國(guó)際羊毛局認(rèn)可的機(jī)可洗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下,與單獨(dú)使用封端型聚氨酯相比,復(fù)配處方明顯改善了手感,還減少了黃變現(xiàn)象。然后,將最佳處方用于工業(yè)化實(shí)驗(yàn),經(jīng)過三次工廠大樣實(shí)驗(yàn),確定了手感柔軟的最佳整理處方。整理后樣品經(jīng)天祥公證行(IT