磺酸型双子表面活性剂在有机硅乳液聚合中的应用

【摘要】：本文综述了八甲基环四硅氧烷(D4)开环乳液聚合的研究进展、机理与双子表面活性剂的性能、合成等,深入地研究了有机硅油的乳液聚合工艺,并为达到改性的目的,在D4开环的基础上,成功引入-NH2、环氧基、哌嗪基,将改性的硅油乳液用于涤纶布的整理。 在乳液聚合中,以八甲基环四硅氧烷(D4)为原料,磺酸型双子表面活性剂(5,5'-二壬基-2,2'-(1,4-亚丁双氧基)双苯磺酸(9BA-4-9BA))为乳化剂(兼催化剂),制备了一种新型的有机硅乳液。并考察了反应温度、乳化剂的用量、反应时间对乳液体系的粒径、D4的转化率、黏均相对分子质量和力学稳定性的影响。结果表明：采用单体滴加法,在85℃高温聚合8h,然后25℃低温聚合12h,乳化剂用量为单体用量的10%,在此条件下制得的产品为微透明,具有优异的稳定性能的乳液,D4转化率较高,而且乳液经破乳后得到的聚硅氧烷(PDMS)黏均相对分子质量达到2.38×105g/mol。 为了使有机硅乳液有更多的应用性能,我们采用了三种硅烷偶联剂(γ-(2,3-环氧丙烷)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、N-p-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)与3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-029))来制备改性有机硅乳液。研究发现：随着硅烷偶联剂用量的增大,粒径越来越大,单体D4的转化率逐渐下降,用量在3%时,转化率达到平衡,变化不大。 在三种不同硅烷偶联剂改性的有机硅油乳液用于涤纶织物的整理后,测试了涤纶织物的白度、亲水性和柔软性。结果表明：随着硅烷偶联剂KH-560用量的增加,涤纶织物白度值逐渐下降,亲水性逐渐上升,手感也有所提高。随着硅烷偶联剂KH-602用量增加,涤纶织物的白度值下降很快,白度值变化较大,亲水性下降,逐渐增加疏水性；手感提高明显。同样,随着硅烷偶联剂KH-029用量的增加,涤纶织物的白度值下降,亲水性下降,手感提高但不及偶联剂KH-602改性的硅油乳液。