含氟碳链水性聚氨酯的合成与在棉织物上的应用

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2、应用摘要随着生活质量的提高，人们对功能性纺织品的要求越来越高。拒水、拒油等多功能整理剂的应用也越来越广泛，其中含氟整理剂由于能赋予纺织品优异的拒水拒油等防护性能，在功能整理领域得到广泛应用。目前使用的含氟整理剂都是含有全氟辛基磺酰基、全氟辛基或其它甚至更长全氟烷基链的化合物。含全氟长碳链(CnF2n+I．，n≥8)的有机氟整理剂在降低表面自由能、改善表面的拒水拒油性能方面具有很好的作用。但是全氟长碳链化合物在自然环境中生成难以降解的全氟辛基磺酰基类(PFOS)和全氟辛基类(PFOA)化合物，这些化合

3、物在人体内、动植物体内长期蓄积，并有潜在的致癌作用，随着人们对这类环境问题的日益关注，全氟长碳链的产品应用将受到越来越多的限制。所以寻找一些既能够有效的降低表面能而又不需要引入长全氟碳链段的化合物是一项非常有意义的研究工作。我们基于环氧丁烷开环聚合反应，设计了新型的含氟碳链(CnF2n+1．，n≤6)的聚醚二醇，将其引入到水性聚氨酯中，形成含氟碳链的水性聚氨酯，用于纺织品的拒水拒油整理。我们从廉价的三溴新戊醇出发，经关环反应得到二溴代环氧丁烷，在相转移催化剂TBAB存在下分别与三氟乙醇、七氟丁醇和十

4、三氟辛醇醚化后得到含氟碳链的环氧丁烷(3一溴甲基一3一氟烷基环氧●．1●l，，东华大学硕士研究生学位论文丁烷)FOBX1．7。在BF3．Et20及新戊二醇的复合催化作用下，FOBXs开环聚合成含氟聚醚二醇PFOBX1．7，聚醚二醇PFOBxs分别与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)聚合后得到水性聚氨酯FPUs。FPUs的结构由FT．IR光谱得到表征，它们的热稳定性由热失重分析(TGA)确定。将水性含氟聚氨酯FPUs分别配制成浓度为4州％、6叭％、8眦％和10m％的乳液，通过传统的浸轧一烘焙整理工艺，用于

5、棉织物的后整理。棉织物整理后的表面组成，表面结构以及形貌的变化分别通过X．光电子能谱(ⅫS)，扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行了研究。经含有三氟乙基的CFPUl整理后的棉织物对水的接触角达到了1360，用含有七氟丁基的CFPU2整理后的样品则达到了1420，而用均含有十三氟辛基的CFPU3和AFPU3整理后的样品都达到了1470。由于CFPUl和CFPU2所含的氟烷基链比较短，经两者整理过的织物几乎没有拒油效果，而经CFPU3整理的棉织物表面具有三级的拒油性能，对十六烷的接触角为95o

6、，经AFPU3整理过的棉织物表面的拒油性能可达一级，对润滑油的接触角为1260。关键词：水性含氟聚氨酯；结构表征；拒水性能；拒油性能；棉织物整理‘●}，、CONTAD姐NGFLUOROAI，KYLCHAINS：SYNl翻匣SIS，CHARACTERIZAnoNANDTHEIRAPPLICAnoNSoNCoTToNFABR【CSABSTRACTW．thⅡleimproVememofpeople’sliVingSt锄clard，dem觚d6”the劬ctionalte)ctilesh弱inc似峪edra

7、plidly．Fluorocarbonsespeciallytho∞wi恤longperfluoroalkylchains(CnF2n+l一，n之8)a他wideIyused弱themostimponamcl舔sofwateralldoilrepeIlemfInishingagentsf．0rtext订esduet0their叩timumperfomlanceinloweringthesu仃ace矗．ee∞ergy锄dimprovingbothhydrophobic时觚doleophobic咄Ho、

8、Ⅳever，nuorocarbonscontaininglongperfluoroalkylchainsc锄de伊adeimoperfluorooctyl—sulfonyl(PFOS)锄dperfluor00c够l(PFOA)够pecompoundswhichaccumulateinnaturalenVironIIlem锄da陀to)【ict0hum锄beingS．Theirapplicatioma坞佗矧ctl甜intlleintelllationmcommun埘．T