阳离子水性聚氨酯的合成及抗起毛起球应用

《阳离子水性聚氨酯的合成及抗起毛起球应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、阳离子水性聚氨酯的合成及抗起毛起球应用单位代码10709分类号TS195.5西安工程大学全日制专业学位硕士学位论文论文题目：阳离子水性聚氨酯的合成及抗起专业领域：姓名：指导教师（校内）：邢建伟（教授）指导教师（校外）：李发洲完成日期：2013年12月论文作者手机号：18309266330论文作者邮箱地址：652283004@qq.com摘要羊绒针织物具有柔软、吸湿排汗以及保暖等优良性能，在纺织领域有着广泛的应用，但是羊绒针织物由于纤维表面鳞片层的摩擦而导致纤维发生纠缠，易产生起毛起球现象，严重降低了它在穿着过程中的外观和舒适

2、性，限制了它在纺织领域中的应用。为了解决上述问题，本课题分别以聚碳酸亚丙酯多元醇（PPC）和聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）为多元醇组分，以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为异氰酸酯组分，N-甲基二乙醇胺（MDEA）为阳离子亲水扩链剂，1,4-丁二醇（BDO）和三羟甲基丙烷（TMP）为非离子扩链剂，分别以氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷（AEAPS）和三元共聚硅油为有机硅改性剂合成了一系列有机硅改性阳离子水性聚氨酯，并将其应用到羊绒织物上，使其具有良好的抗起毛起球性能。首先，通过测试乳液的外观、离心稳定性、静置稳定性、乳液粒径、聚氨酯

3、薄膜硬度、亲水性、接触角以及粘附力来分析不同R值、多元醇类型、MDEA含量、BDO含量、TMP含量、有机硅改性剂类型以及含量对有机硅改性阳离子水性聚氨酯性能的影响。结果表明，当R值由1.2增大到1.8时，聚氨酯乳化性能变差，乳液粒径增大，离心稳定性和静置稳定性能下降，薄膜亲水性下降，耐水性升高，硬度上升，粘附力先升高后下降；当R值为1.6，MDEA含量由4%(w/w)增加10%(w/w)时，离心稳定性和静置稳定性能上升，薄膜亲水性能变好，耐水性变差，接触角变小，粘附力和硬度有一定程度提高；当R值为1.6，MDEA含量为5%(

4、w/w)，BDO含量为5%(w/w)，AEAPS含量由0%(w/w)增加至20%(w/w)时，乳液离心稳定性和静置稳定性下降，薄膜亲水性下降，耐水性能上升，接触角变大，硬度有较大提高，粘附力都为0级，而三元共聚硅油含量由0%(w/w)增加至20%(w/w)时，除了聚氨酯薄膜硬度有所下降，其余性能变化趋势和AEAPS含量增加时聚氨酯性能变化趋势相同。对比同样配方下PPC型阳离子水性聚氨酯比PTMEG型阳离子水性聚氨酯乳化性能略差，薄膜的耐水性略差，硬度要高，两种水性聚氨酯的粘附力以及接触角相差不大。其次，分别采用红外光谱（FT

5、-IR）、X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）以及热重(TG)对所合成阳离子水性聚氨酯的化学结构、结晶度、表面形貌和热稳定性能做了研究和分析。FT-IR分析表明所合成的聚合物具有聚氨酯特征结构，并且有机硅改性剂成功接入到了聚氨酯分子链中；XRD分析表明PTMEG型阳离子聚氨酯薄膜比PPC型阳离子聚氨酯薄膜具有更好的结晶性能，采用硅油改性后聚氨酯薄膜结晶性降低，且三元共聚硅油改性聚氨酯薄膜结晶性能比AEAPS改性聚氨酯薄膜结晶性能低；AFM分析说明未经改性的聚氨酯薄膜软硬段微相分离不明显，改性后聚氨酯薄膜微相分离程度加

6、深，AEAPS改性聚氨酯薄膜微相分离程度高于三元共聚硅油改性聚氨酯薄膜微相分离程度。TG分析表明，PTMEG型阳离子水性聚氨酯薄膜比PPC型阳离子水性聚氨酯薄膜具有更好的热稳定性能，采用有机硅改性剂改性后能够较大提高聚氨酯薄膜的热稳定性能，对比三元共聚硅油改性，AEAPS改性能够赋予聚氨酯薄膜更好的热稳定性能。最后，将所合成的阳离子型水性聚氨酯对羊绒织物进行整理，通过测试整理后织物的抗起毛起球性能、手感、色光稳定性、亲水性、透湿量和透气量来分析多元醇类型、MDEA含量、BDO含量、有机硅改性剂种类以及含量对整理后织物性能的影

7、响。结果表明，对比PTMEG型阳离子聚氨酯，PPC型阳离子聚氨酯整理后织物柔顺性较差。MDEA含量增加，织物的抗起毛起球效果变好，但MDEA含量为10%(w/w)时，织物的柔顺性能变差。有机硅改性剂含量增加能够明显提高织物的抗起毛起球性能，同AEAPS相比，三元共聚硅油能够赋予织物更好的色光稳定性以及柔顺性。综上所述，可以知道，以PTMEG作为聚氨酯软段原料，R值为1.4，三元共聚硅油用量为20%(w/w)，MDEA含量为8%(w/w)，BDO含量为2%(w/w)，乳液含固率为30%时，所合成的有机硅阳离子水性聚氨酯抗起毛起

8、球整理剂能够在羊绒织物纤维表面形成粘附力和内聚力较好，硬度和耐水性适中，有机溶剂残留物少的薄膜，既能够赋予织物很好的抗起毛起球效果和亲水性，又能够最大限度地保留织物的透湿量和透气量，织物的综合性能最佳。关键词：有机硅改性、阳离子水性聚氨酯、羊绒针织物、起毛起球SynthesisofCati