温度响应涂层棉织物的制备及其可逆润湿性能研究

为制备具有耐久稳定的温度响应涂层棉织物,采用自由基共聚法合成了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)的温敏性共聚物(PNIPAM-co-PVTES),然后通过溶胶-凝胶法将所合成的温敏共聚物涂覆于棉织物上,制得温度响应涂层棉织物。借助傅里叶变换红外光谱(FTIR-ATR)、扫描电子显微镜(SEM)和水接触角测试(CA)等对所制得涂层棉织物的结构、形貌和温度响应润湿性能进行表征与分析。结果表明:温度响应共聚物均匀涂覆于棉织物表面,所制得的涂层棉织物具有温度响应的可逆润湿性能。当温度小于32℃时,涂层棉织物表现为亲水性能;当温度大于32℃,表现为疏水性能。涂层棉织物具有耐久稳定的温度响应性,经过5次标准水洗之后,涂层织物在26～42℃保持良好的可逆润湿性。     

光固化SiO_2溶胶在棉织物拒水整理中的应用

利用溶胶-凝胶技术,以正硅酸四乙酯、3-叠氮丙基三乙氧基硅烷为前驱体,氨水为催化剂制备光固化二氧化硅溶胶,以十六烷基三甲氧基硅烷为拒水剂对棉织物进行拒水整理.先浸轧光固化二氧化硅溶胶,再浸渍烷烃硅氧烷,无需焙烘,通过紫外光照直接赋予织物拒水性能.采用扫描电镜、X射线光电子能谱仪对整理后的棉织物进行测试.结果表明,光固化二氧化硅溶胶沉积在织物表面,提高了棉织物的粗糙度.接触角测试表明,棉织物对水接触角(5μL)达到155°;整理后的棉织物经30次皂洗后,与水的接触角仍大于135°.     

核壳型氟硅无皂拒水剂的合成及其拒水性能

为获得具有优良拒水性能的拒水剂,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G-04)和乙烯基三乙氧基硅烷(KH-151)为反应单体,采用核壳乳液聚合法,合成核壳型氟硅无皂拒水剂.结果表明,当可聚合乳化剂(DNS-86:DNS-1035=2:1)质量分数为1.5%,壳层功能单体(G-04:KH-151=6∶1)质量占壳单体总质量的70%,引发剂质量分数为1%,交联单体质量分数1%时,合成的乳液性能稳定,且用其整理后的棉织物对水的接触角可达到144.6°,静水压达到2.32kPa,喷淋等级为4级.     

含短氟碳链苯乙烯共聚物的合成及在棉织物上的应用

以五氟苯乙烯为原料,分别与三氟乙醇、六氟异丙醇和七氟丁醇反应制备含有三氟甲基、六氟异丙基、七氟丙基的含短氟碳链苯乙烯单体,再分别将这些单体和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯共聚,制备了一系列含有苯环刚性结构的短氟碳链苯乙烯共聚物。经含氟聚合物整理的棉织物具有良好的疏水疏油性能,对水的接触角达到131°～138°,对石蜡油的接触角达到111°～119°,并且具有良好的耐水洗性能。     

涂层用增深剂的合成及应用

在催化剂十二烷基苯磺酸作用下,以乙烯基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,合成一种相对分子质量较大且含有乙烯基的有机硅中间体(AKH);然后再与丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚,合成一种可用于涂层增深的有机硅改性聚丙烯酸酯乳液。用红外光谱、核磁共振和透射电镜表征了该乳液的结构;优化了合成工艺:当n(BA)∶n(MMA)为3∶1、AKH质量分数(对总单体质量)为10%、引发剂APS质量分数(对总单体质量)为1.5%时,合成乳液的综合性能较好。经该增深涂层剂整理的黑色涂层织物,增深率可达11.26%,摩擦牢度和皂洗牢度提高0.5级以上,色光偏差较小。     

改性有机硅防水剂的应用

以八甲基环四硅氧烷(D4)、乙烯基三乙氧基硅烷、长碳链三甲氧基硅烷以及N-β-(氨乙基)-?-氨丙基甲基二甲氧基硅烷为原料合成改性硅油,并乳化为含固量25%的乳液。采用该有机硅防水剂乳液对棉织物进行防水整理,得到优化整理工艺为:乳化剂质量分数3%,乳液p H值5~6,整理剂质量浓度100 g/L,浸渍时间4 min,170℃焙烘3 min。整理织物与水的接触角可达到156.5°,且柔软性增强。     

1H,1H,2H,2H-十三氟辛基硅油的乳化工艺及织物整理应用

通过正交实验对1H,1H,2H,2H-十三氟辛基硅油进行了乳化处理,研究了含固量、乳化剂HLB值及其用量对乳液稳定性的影响,测试了乳液的粒径、Zeta电位、稀释稳定性和离心稳定性,得出最优工艺为:含固量10%,乳化剂HLB值10.5,乳化剂用量10%,制备的1H,1H,2H,2H-十三氟辛基硅油乳液稳定性能优良。将其应用于棉织物整理,添加不同质量浓度的乙烯基三乙氧基硅烷可以提高整理织物的防水性能。研究了焙烘温度对整理织物防水性能的影响,当180℃、乙烯基三乙氧基硅烷质量浓度为30 g/L时,整理棉织物防水性良好,对水的接触角为132.9°,防水等级为80分(3级)。     

含氟聚丙烯酸酯耐久性防水剂的合成及应用

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,甲基丙烯酸六氟丁酯(TFBMA)为含氟单体,以自制的封闭型异氰酸酯作为交联剂,通过乳液聚合法制备了聚丙烯酸酯耐久性防水剂,并将其用于纯棉织物的防水整理。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、台式扫描电镜、热分析仪及接触角测量仪等表征了该防水剂的结构及应用性能。结果表明,当防水剂用量为100 g/L,异氰酸酯交联剂用量为20 g/L,整理液p H=6时,整理后棉织物的防水等级可达到100分,接触角可达到136.9°,水洗10次后,织物接触角仍可达到123.5°。     

氟硅改性丙烯酸酯乳液的合成

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为基础单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯G-04和γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(KH-570)等为改性单体,在阴/非离子复合乳化剂(2.5%),引发剂(0.7%),交联剂(1%)的作用下,采用乳液聚合方法制备氟硅改性丙烯酸酯乳液。得到的乳液外观较好,对其进行红外光谱表征,加入的有机氟单体和有机硅单体均已接入共聚链段。使用合成的氟硅改性丙烯酸酯乳液对棉织物进行拒水处理,处理后棉织物的水接触角为140°,拒水性能优良。     

短氟碳链拒水拒油整理剂的合成及其应用

以1H,1H,2H,2H-全氟辛醇、丙烯酸为原料,通过酯化反应制得1H,1H,2H,2H-全氟辛基丙烯酸酯(TFOA),再将其与丙烯酸十八酯(SA)、丙烯酸丁酯(BA)以及甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)进行乳液共聚,制备了一种短氟碳链拒水拒油整理剂。将整理剂应用于棉织物的拒水拒油整理,通过XPS测试研究其表面结构。整理后棉纤维表面褶皱消失,变得平整光滑。TG测试分析表明,棉织物的热稳定性得到改善。棉织物整理后对水的接触角最大为144.6°,拒水效果可达100分,拒油等级可达4级,表明共聚物乳液整理后的棉织物拒水拒油性能优良。     

棉织物的改性纳米二氧化硅超疏水整理

以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)为改性剂,制备氨基改性纳米二氧化硅(A-Si O2)溶胶,利用红外光谱仪对其进行表征,并用于棉织物整理。处理后的棉织物再浸轧低表面能聚二甲基硅氧烷(PDMS),测试其超疏水性。结果表明,处理后的棉织物与水的接触角为153.35°,滚动角为9°;经柠檬酸预处理的棉织物,其耐洗性较好,20次皂洗后与水的接触角仍可达138.25°,滚动角为20°。     

纳米ZnO/有机氟硅改性聚丙烯酸酯乳液的合成及应用

为提高棉织物的抗紫外线、疏水和柔软性等服用性能,以纳米ZnO、甲基丙烯酸十二氟庚酯、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为反应单体,采用半连续种子乳液聚合法制备得到核壳型纳米ZnO/氟硅改性聚丙烯酸酯乳液,然后用于棉织物整理。借助红外光谱仪、X光电子能谱仪和热重分析仪等对制备的乳液进行结构和性能分析,使用织物风格仪等测试了整理后棉织物的应用性能。结果表明:制备的复合乳液呈核壳结构,平均粒径为45.64 nm,Zeta电位平均值为-43.4 mV;整理后棉织物的紫外线透过率为2.13%,紫外线防护系数为50.18,具有良好的抗紫外线防护性能;整理棉织物的水接触角为136.14°,其弯曲刚度和动、静摩擦因数均明显下降,具有优异的柔软性及光滑的手感。     

棉织物的甲基丙烯酸十八酯疏水整理

采用甲基丙烯酸十八酯为单体,过氧化苯甲酰为引发剂,乙醇为溶剂对棉织物进行疏水整理。整理后的织物上覆盖甲基丙烯酸十八酯聚合物,表面能降低,疏水效果明显提高。以静态水接触角和淋洗测试来间接反映改性棉织物疏水性能,并用红外光谱、扫描电镜对整理后的棉布形貌和结构进行表征。结果表明,整理后的接触角可以达到132.5°,疏水效果较好。     

自交联氟化聚丙烯酸酯乳液的制备及其应用性能

针对长链全氟烷基化合物对环境和人体的危害性,以环境友好的全氟己基乙基丙烯酸酯为功能单体,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为交联单体,采用乳液聚合法制备了4种不同交联剂含量的氟化聚丙烯酸酯乳液,以此替代长链全氟烷基化合物。借助激光粒度仪、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪对氟化聚丙烯酸酯乳液结构和性能进行分析。并以棉织物为对象,考察了自交联氟化聚丙烯酸酯乳液的应用性能。结果表明:交联剂的加入可以提高氟化聚丙烯酸酯的热稳定性能;自交联氟化聚丙烯酸酯可在棉织物表面形成完整的拒水膜,其静态接触角可达138.2°;随着交联剂质量分数的增加,整理后棉织物的静态接触角下降至90.6°;当交联剂添加量为1.68 g时,整理棉织物表现出良好的耐洗性能。     

梳状氟硅共聚物-纳米SiO_2杂化材料的合成与表征

用硅氢化加成和氨解开环反应先制备侧链带有全氟酯基、三氟丙基和硅乙氧基的改性聚硅氧烷(FPFAS)中间体,再利用硅乙氧基水解产生的Si-OH与硅溶胶间的原位缩合反应,制得一类梳状氟硅共聚物-纳米Si O2杂化材料(FPFAS-Si O),并将其用于棉织物的超疏水整理。探讨了FPFAS-Si O2 2的制备条件,并用红外光谱仪(IR)、核磁共振仪(1H NMR)、热重分析仪(TGA)和接触角测量仪等手段对产物结构、耐热稳定性和疏水性能进行表征。结果表明,产物具有预期结构;纳米Si O2的加入可显著提高FPFAS的耐热稳定性;当FPFAS的Si-H键含量为0.23%、黏度为580 m Pa·s,纳米Si O2平均粒径为134.3 nm时,处理后棉织物具有良好的超疏水性能,织物表面水静态接触角最大可达163.5°。     

电化学驱动无氟水溶胶原位沉积棉织物的超疏水机制及其性能

采用电化学驱动水溶胶在织物表面定向原位沉积一层均匀、致密薄膜,赋予棉织物无氟超疏水性能。以表面活性剂为乳化剂制备Si O2水溶胶,并以辛基三乙氧基硅烷为疏水改性剂。研究了电化学沉积电压、沉积时间及表面活性剂质量浓度对织物疏水性能的影响,并分析了织物的疏水耐久性。电化学沉积棉织物与水的接触角可达157.7°,达到超疏水效果。经皂洗后织物接触角仍可达151.1°,具有一定的疏水耐久性。电化学沉积后棉织物力学性能及白度变化不大,而透气性略有降低,但不影响其服用性能。     

核壳型含氟丙烯酸酯乳液的合成及其在棉织物整理中的应用

以聚丙烯酸丁酯(BA)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)为核,丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、双(丙烯酰氧丙基)四甲基二硅氧烷和丙烯酸十三氟辛酯(TEAC-6)共聚物为壳,采用饥饿态半连续种子乳液聚合法,制备出具有核壳结构的含氟丙烯酸酯乳液。通过红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)及接触角(CA)研究了核壳粒子的形貌结构和热稳定性,以及不同含氟量与交联剂用量对整理织物拒水拒油性和织物表面特性的影响。结果表明,含氟单体与有机硅交联剂参与了共聚合,所合成乳液具有明显的核壳结构,粒径为76 nm左右。当核壳结构共聚物乳液的氟含量为6.7%,交联剂用量为3%时,用于织物整理效果最佳,整理棉织物的拒水评分达到80,拒油达5级,水接触角为138.2°。共聚时有机硅交联剂的加入使整理织物拒水拒油和耐热性有较大改善。     

氟硅烷改性CuS/SiO2复合气凝胶的超双疏防紫外线纺织品

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,在溶胶-凝胶反应过程中,加入纳米CuS,并采用十七氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)对其改性,成功制备了氟硅烷改性CuS/SiO2复合气凝胶(F-CuS/SiO2),并将其与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合应用到棉织物上,制备了超双疏防紫外多功能棉织物。探讨了F-CuS/SiO2质量分数、PDMS质量分数、焙烘温度、焙烘时间等主要因素对整理棉织物疏水性能的影响。结果表明:当F-CuS/SiO2气凝胶为2%,PDMS为1%,焙烘温度为160℃,焙烘时间为8 min时,整理棉织物的疏水性能最佳,水滴接触角可达159.4°,油滴接触角可达151.8°,紫外线防护系数(UPF)为237.43,整理棉织物具有良好的超双疏防紫外自清洁效果。     

含氟聚丙烯酸酯乳液整理剂的性能及其应用

为了探讨含氟聚合物在亚麻织物上的应用效果,以甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)为改性单体,丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为软、硬单体,丙烯酸(AA)为功能单体,采用半连续种子乳液聚合制备氟改性的丙烯酸酯共聚物乳液,并将其用于整理亚麻织物。利用红外光谱仪、透射电子显微镜、粒径分析仪、接触角测量仪等对产物结构与性能进行表征与分析,探讨经其整理后亚麻织物透湿透气性及断裂强力的变化。结果表明:所得含氟共聚乳液胶粒呈核壳结构,其粒径属于纳米级;经其整理的亚麻织物对水接触角可达130°,且织物断裂强力有所增加,透湿透气性略有降低。     

支链有机硅改性硅溶胶拒水剂的制备与应用

以环氧硅油、氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)为原料,以二丁基二月桂酸锡为催化剂,通过溶胶-凝胶法制备了支链有机硅改性硅溶胶型拒水剂,并将其应用于棉织物。通过测试分析傅里叶红外光谱、热失重、粒径、接触角和吸水率,对拒水剂的结构和拒水性能进行表征;考察了拒水剂用量、焙烘温度对织物拒水性能的影响,得出优化的整理条件为:拒水剂0.8%、焙烘温度120℃。整理后织物与水的接触角可达133.8°,表明支链有机硅改性的硅溶胶具有良好的拒水效果。