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《东华大学》 2010年
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水性聚氨酯的合成及其在棉织物抗皱整理中的应用研究

卢啸旸  
【摘要】: 本课题以多元醇,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲乙酮肟(MEKO)等为原料,采用“预聚-封端-扩链-分散”等步骤,制备了系列脂肪族水性聚氨酯(WPU)乳液,研究了不同多元醇、DMPA含量、中和度、不同类型封端剂及合成工艺对水性聚氨酯性能的影响,着重探讨了甲乙酮肟封端工艺,获得了分散均一的水性聚氨酯乳液。并通过正交实验和复配实验,优化了水性聚氨酯合成配方。 实验结果表明:最佳工艺为预聚反应温度90℃,反应时间2小时;中和反应温度50℃左右,中和反应在预聚反应完成后进行有利于后续反应。封端后加水分散,扩链在水中进行反应比较平稳。DMPA质量分数为5.0%左右,中和度在90%~100%范围内合适。采用不同封端剂NaHSO_3和甲乙酮肟,分别制得WPU-1和WPU-2水性聚氨酯抗皱整理剂。两种乳液都能成膜,WPU-1乳液分散性较好,WPU-2乳液稳定性较好。以甲乙酮肟为封端剂时,n(-H):n(-NCO)为1:1~1.2:1,反应温度为80℃,总反应时间为5小时,预聚体的封端率较高,甲乙酮肟封端得到的产品的解封温度在120℃左右。通过正交实验得知,由聚醚220合成的水性聚氨酯具有较好的耐水性,由聚四氢呋喃醚二醇(PTMG2000)合成的水性聚氨酯具有优异的力学性能,因此采用上述2种聚醚多元醇进行复配合成水性聚氨酯,当聚醚220:PTMG2000比例为3:1时所得的水性聚氨酯能达到优良的综合性能。 将合成的水性聚氨酯及其与醚化2D树脂、丁烷四羧酸(BTCA)复配的整理剂对棉织物进行抗皱整理应用,并在整理前后进行了FTIR、扫描电镜分析,对水性聚氨酯抗皱整理工艺进行了研究,得到如下结论:水性聚氨酯与纤维素纤维发生了一定程度的化学交联,整理剂浓度为100g/L(整理剂固含量为30%-35%,轧余率70%-80%),焙烘条件为160℃、3min整理后织物褶皱回复角可提高60°以上,强力保留率可达90%,对织物其它性能无明显影响。与醚化2D树脂复配时(醚化2D树脂100g/L,轧余率80%)WPU添加量为40g/L为宜,整理后织物褶皱回复角、拉升及撕破强力均比单一整理时上升。与BTCA复配时WPU与BTCA用量比为1:1(整理剂总用量为100g/L,轧余率80%),整理后织物褶皱回复角比单一使用BTCA低,但拉升及撕破强力比单一整理时高,大大减少了BTCA的用量及其使用时产生的环境污染,降低了成本。 传统的棉织物抗皱整理剂在进行加工以及服用过程中会释放出甲醛,污染环境,影响人们的健康,而且整理后织物强力损伤严重。而自制的水性聚氨酯是一种优良的无醛、低强力损失抗皱整理剂,有广泛的应用前景,应用于纺织品功能整理后预计会产生显著的经济和社会效益。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TS195.55

【参考文献】
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