聚丙烯酸十八酯防水乳液的成膜能力调控及其对防水性能的影响.pdf
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1、织物的防水整理是指通过后整理,以防水整理剂改变织物外层纤维的表层结构,形成疏水表面,达到水不能润湿织物和难以透过织物的目的1。目前的防水整理剂多是具有低表面能的全氟化或部分氟化侧基的有机氟聚合物。这类聚合物的防水性能优异,但随着其环境及生物毒性的发现2,禁用此类聚合物的呼声日渐高涨,促使了环境友好型无氟防水剂的快速发展。无氟防水剂主要有聚氨酯、有机硅和聚丙聚丙烯酸十八酯防水乳液的成膜能力调控及其对防水性能的影响摘要:针对聚丙烯酸酯型防水剂(PA)织物适用面窄的问题,探讨了PA成膜能力与其防水性能的关系。采用细乳液聚合技术,并通过调控共聚组成、添加链转移剂和助溶剂的方法,提升了PA胶乳的成膜能力
2、,并将其用于防水整理。结果表明,成膜能力高的防水剂更易在纤维表面铺展,形成均匀涂膜,不仅赋予面料更高的防水性能,而且防水性能更耐久,对面料的适用性更广。关键词:丙烯酸十八酯;细乳液聚合;胶乳成膜;防水整理;功能性纺织品中图分类号:TS195.2文献标志码:A文章编号:1005-9350(2023)08-0028-05Abstract:The relationship between the film-forming ability and waterproof performance of polyacrylic ester(PA)waterproof agents was discussed
3、,addressing the issue of narrow applicability on fabrics.Fine emulsion polymerization technique was employed,and the film-forming ability of PA latex was enhanced by adjusting the copolymer composition,adding chain transfer agents,and co-solvents,which were then applied in waterproof finishing.The r
4、esults showed that waterproof agents with high film-forming ability were more prone to spreading uniformly on the fiber surface,forming a homogeneous coating.This not only imparted higher waterproof grade to the fabric but also ensured long-lasting waterproof performance,making it suitable for a wid
5、er range of fabrics.Key words:octadecyl acrylate;miniemulsion polymerization;latex film-forming;waterproof finishing;functionaltextilesRegulation of film-forming ability of polyoctadecylacrylate waterproof emulsion and itseffect on waterproof performance收稿日期:2023-05-28作者简介:王震(1997),男,河北邯郸人,硕士在读,研究方向
6、为轻化纺织品。通信作者:杨雷(1975),男,浙江杭州人,教授,博士,研究方向为自由基聚合、“活性”自由基聚合、乳液聚合、嵌段共聚物。王震1,2,杨雷1,2(1.浙江理工大学纺织科学与工程学院国际丝绸学院,浙江杭州310018;2.浙江省现代纺织技术创新中心,浙江绍兴312033)WANG Zhen1,2,YANG Lei1,2(1.College of Textile Science and Engineering,International Institute of Silk,Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou310018,China;2.Zheji
7、ang Provincial Innovation Center of Modern Textile Technology,Shaoxing 312033,China)染整技术Textile Dyeing and Finishing JournalVol.45 No.8Aug.2023第45卷第8期2023年8月8期烯酸酯3类,与前两类防水剂相比,聚丙烯酸酯类防水剂具有原料成本低、生产工艺简单的优点,但同时也存在面料适用面窄,尤其用于结构疏松面料加工时,其防水整理的效率往往很低。本研究基于对胶乳成膜过程的分析,选用丙烯酸十八酯(SA)为主单体,通过调控共聚组成、添加链转移剂以及共溶剂等方法,调
8、控并考察了防水剂胶乳的成膜能力,进而将其用于结构疏密不同的多种面料防水后整理,探讨了胶乳成膜能力对胶乳整理面料防水性能的影响。1试验1.1材料织物:涤塔夫(经密、纬密均为630根/10 cm,单位面积质量为 59 g/m2,厚度为 0.13 mm,吴江天道纺织有限公司),春亚纺(经密、纬密分别为386、280根/10cm,单位面积质量为70 g/m2,厚度为0.14 mm,苏州报晓纺织科技有限公司),牛津布(经密、纬密分别为300、190根/10 cm,单位面积质量为162 g/m2,厚度为0.53 mm,盐城乔伊丝服饰有限公司),丙烯酸乙基己酯(2-EHA,卫星化学股份有限公司),十八烷基三
9、甲基氯化铵(1831)、2,2-偶氮双(2-甲基丙酰胺)二盐酸盐(AIBA)(山东豪耀新材料有限公司),异丙醇(IPA)、丙烯酸十八酯(SA)、异丙醇(杭州高晶精细化工有限公司),烯丙基聚乙二醇醚 P500,科莱恩化工(中国)有限公司,十二烷基硫醇(1-DDT,山东豪顺化工有限公司),去离子水(自制)。仪器:XE-7 型原子力学显微镜(韩国 Park 公司),Nano ZS90 型动态光散射粒径仪(英国 Malvern公司),DSA 20型视频接触角张力仪(德国KRSS公司),Y813型织物沾水性测定仪(南通宏大实验仪器有限公司),Gemini500 型场发射扫描电镜(德国ZEISS公司)。1
10、.2SA共聚胶乳(PA)的制备以序号12为例详述无氟聚丙烯酸酯的制备方法如下:将 34.92 g SA与 3.88 g 2-EHA 混合均匀后,移入溶有 0.94 g 乳化剂 1831、1.554 g P500 和 9.7 g IPA及120 mL去离子水的溶液中,40 磁力搅拌30 min,得到粗乳液;在磁力搅拌和冰水浴下,以超声细胞破碎仪将粗乳液剪切碎化为细乳液,超声功率为400 W、时间为20 min。将所得细乳液的1/3移入装有冷凝管、温度计、搅拌桨以及氮气进出口的四口烧瓶内,并浸于水浴中;向四口烧瓶通氮气,待细乳液升温至80 后;将0.388 g AIBA溶解于3.0 mL去离子水,
11、并取1.0mL注入烧瓶引发聚合,在80 下恒温反应,将剩余引发剂与链转移剂加入剩余乳液中,随乳液滴入烧瓶中;乳液滴加结束后继续保温2 h,降温并以100目细纱布过滤后出料。1.3涂层工艺用去离子水将胶乳稀释至20 mg/mL;以移液枪取3.0 mL胶乳稀释液,滴于固定在匀胶机台的玻璃片表面;转速设定为3 000 r/min,旋涂30 s。使用定形机烘干玻璃表面涂膜:将涂膜玻璃片随湿布一并送入定形机,170 焙烘90 s后取出,置于干燥器中储存。1.4防水整理工艺以水将胶乳稀释至目标浓度,并使用磁力搅拌器搅拌均匀后待用。面料的整理工艺:采用一浸一轧(牛津布轧余率约40%,涤塔夫轧余率约50%),
12、将其送入定形机中,170 焙烘90 s。1.5测试粒径:将胶乳用去离子水稀释至 0.1%,恒温至25,以动态光散射粒径仪测试。涂层表面润湿性能:采用视频接触角张力仪测试整理前后玻璃及面料的静态水接触角,以评价润湿性能。每块试样测试5个不同位点,取平均值,并计算误差线。序号123456789101112131415SA质量分数/%10095908580759090909090909090902-EHA质量分数/%05101520251010101010101010101-DDT质量分数/%000000000001.01.52.02.5IPA质量分数/%0000003.234.856.468.08
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