有机硅涂层剂在纺织领域里的应用

《有机硅涂层剂在纺织领域里的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集有机硅涂层剂在纺织领域里的应用陈红白桂增郭宝华北京中纺海天染织技术有限公司北京100026摘要：本文主要综述了有机硅涂层的特性及作用机理，并介绍了有机硅涂层助剂在纺织领域几个方面的应用关键词：有机硅；涂层荆；机理；应用20世纪70年代，利用化学合成涂层剂技术，把涂层整理引入到纺织品后整理后，在近30年的时间里，古老的涂层加工工艺得到了迅速发展。80年代，在国家六五攻关项目中，开始把纺织物的功能性涂层整理列入了国家重点攻关开发项目。自此以后，各种新的功能性涂层剂、水性涂层产品得到了蓬

2、勃发展。就目前中国纺织工业中所使用的涂层剂来看。主要是聚丙烯酸酯类涂层剂、聚氨酯类涂层剂、聚氯乙烯类涂层剂、天然和合成橡胶类涂层剂以及聚四氟乙烯复合产品。上述涂层剂按所使用的分散溶剂介质来分，又可分为溶剂型和水性产品。从环保和发展角度看，水性产品更有生命力。但水性产品中乳化剂和亲水性基因的引入，给以拒水防水为目的的涂层剂产品带来了负效应，如何来平衡和解决这些矛盾?有机硅高效涂层剂产品提供了非常好的解决方案。有机硅涂层剂由于具有独特的性能，越来越受到人们的关注，德国WACKER公司早于20世纪70年代就开发出了系列有机硅涂层剂产

3、品，不但有性能优异的溶剂型涂层剂产品，环保型的水性涂层剂产品，还有100％有机硅高效涂层剂产品，其在欧洲早已用于服装、装饰织物的功能性整理，并在产业用纺织品领域结出了丰硕果实。1有机硅涂层剂及其特性简介1．1有机硅涂层剂作用机理：聚硅氧烷类涂层整理剂主要由具有活性基团的聚硅氧烷弹性体组成在金属盐或有机羧酸盐的作用下可以进行交联反应．例如，l—Si-H+CH2=CH—Si-一一Si_CH2．CH：一Si—I采用不同的聚硅氧烷弹性体和不同的催化剂能使涂层纺织品具有不同的性能和风格，如防水或抗静电等．近几年来，国内关于聚硅氧烷类涂层

4、整理剂也有所研究，选用聚硅氧烷系涂层剂和聚氨酯系涂层剂按一定比例混合后涂覆于织物上，得到令人满意的防水透湿效果．其作用机理是防水性取决于涂层连续薄膜和聚硅氧烷的拒水作用，而透湿性则依赖于聚硅氧烷良好的透气性和聚氨酯分子中亲水基团的”化学阶梯石”作用，通过吸附．扩散．解吸方式进行传湿．1．2有机硅特性1．2．1良好的拒水性和透气性铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集由于主链硅(Si)原子上充足的甲基可把高能量的有机硅主链屏蔽起来，形成多个硅原子构成的螺旋结构，如图1所示。CH图l聚硅氧烷的结构其中的甲基面向外侧，呈鞘状

5、覆盖于螺芯部的硅氧主链。作为侧链的甲基的表面能很低，它们遮盖了高级性的硅氧主链，导致了聚硅氧烷的分子间力很弱，表面张力非常低。这些低表面张力的甲基，如呈有序排列，则就可在织物的表面形成良好的拒水性。因此用有机硅涂层后，不必再经后防水处理、织物就具有良好的拒水性，且未涂面层仍可保持良好的吸湿性。聚硅氧烷类化合物的主链结构与硅酸盐相同，由硅氧键连接而成。而硅原子上又接有烷基、苯基等构成的侧链，故其具有半无机半有机的高分子构造。由于硅氧(．Si．o)键键长较长，Si．O．Si键键角大，原子与原子之间的距离较长，具有较大的自由度；以六

6、甲基二硅氧烷为例，Si．O键键长为1．63A，Si．0L-Si键键角为130。。且硅氧(．Si．O)键又是具有50％离子键特征的共价键(共价键具有方向性，离子键无方向性)，这就使得硅氧烷链旋转自由，并可以多方向进行，自由空间增大，相对来说空间密度下降，故透气性提高，聚硅氧烷类化合物，不像聚乙烯、聚丙烯类纯有机系高分子化合物那样容易发生结晶化。因此，极容易透过氧气、氮气甚至水蒸气等气体分子，用其处理后的纤维制品具有良好的通气透湿性。如把有机硅弹性体制成薄膜，可测得其具有很快的气体渗透速度，在室温下，对空气氮、氧、二氧化碳等气体的

7、透过率比天然橡胶高30一50倍。1．2．2耐热性好构成聚硅氧烷主链的Si—o—Si键与一般的高分子化合物的C—C键及C—o键不同，其键能约为后者的1．3倍，键角和键长也较大，因此聚硅氧烷显示出更高的热稳定性和柔软性。此外，与碳原子相比，硅原子的金属性较强，电负性弱，以至于Sj—o—Si键中约有50％以离子键的形式存在，如表l所示，表1SiO结合键与CO及CC结合键的比较项目单位Si—俨SiC—电—tH—_C键角度130～1601101lO键能J／mol4．52，Icl043．58木10’3．55，Icl05结合足巨离Nm(A)

8、0．164(1．64)0．143(1．43)O．154(1．54)离子结合性％50220电负性Si：1．90C：2．55由表可看出其键能大是构成耐热性能的根本原因。如在侧基中引入苯基等基团后，其耐温性可达约400℃，但如有机硅弹性体中含有5％的KOH时，其在125℃时就开始分