水性聚氨酯羊絨針織物抗起毛起球整理劑的研制.pdf

1、山羊絨素有“纖維寶石”、“軟黃金”的美譽，其針織品手感柔軟、滑糯、豐滿，風格典雅、高貴。由于羊絨纖維鱗片層與針織物結(jié)構(gòu)松弛的原因，羊絨針織物在穿著過程中容易出現(xiàn)起毛起球現(xiàn)象，嚴重影響其外觀與服用性能。通過專有的羊絨抗起毛起球劑進行整理，是有效改善其性能的方法之一。目前，國內(nèi)外很少見性能優(yōu)異的羊絨針織物抗起毛起球整理劑。水性聚氨酯（WPU）在羊絨針織物抗起毛起球整理方面具有良好的應(yīng)用潛質(zhì)，其主要瓶頸在于WPU會使整理織物的手感變得僵硬、呆

2、板。因此，研究開發(fā)適合于羊絨針織物抗起毛起球的WP U整理劑及其配套柔軟劑，并探討整理工藝具有很重要的現(xiàn)實意義。
　　本論文旨在開發(fā)WPU羊絨抗起毛起球整理劑和與其配套的柔軟劑。首先制備不同類型、結(jié)構(gòu)的氨基硅油，并篩選出兼具柔軟與蓬松性能的氨基硅油柔軟劑；其次，采用自制的氨基硅油制備有機硅改性的陰離子與陽離子 WPU，以側(cè)鏈接枝方式在WPU中引入聚硅氧烷鏈段，并測試、分析WPU乳液、膠膜性能及其對羊絨針織物抗起毛起球整理的效果，探

3、討WPU結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系；最后，將自制的氨基硅油柔軟劑及其改性WPU應(yīng)用于羊絨針織物的抗起毛起球整理，考察整理效果及其耐洗性能。具體研究內(nèi)容及主要結(jié)論如下：
　　1、側(cè)鏈氨基硅油與線性聚醚嵌段氨基硅油的制備。分別采用D4、硅烷偶聯(lián)劑602與雙端氨基聚醚、雙端環(huán)氧基聚醚硅油聚合得到不同氨值的側(cè)鏈氨基硅油（AEAPS）與線性聚醚嵌段氨基硅油（PBS），分析兩類氨基硅油結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。結(jié)果表明：隨著氨值增大，AEAPS分子量呈降低趨勢

4、，PBS分子量呈現(xiàn)先增大、后降低的趨勢；AEAPS、PBS整理羊絨針織物的性能存在明顯差異，前者的手感特點為柔軟、平滑并略顯油膩感，后者的手感特點為柔軟、蓬松與平滑，后者的親水、透濕性能與抗靜電性能以及黃變程度均明顯優(yōu)于前者；作為羊絨針織物柔軟整理劑用途，PBS的綜合性能優(yōu)于AEAPS。
　　2、側(cè)鏈氨基硅油改性水性聚氨酯羊絨抗起毛起球整理劑的制備。分別采用聚碳酸亞丙酯二醇（PPC）、聚四氫呋喃醚二醇（PTMG）與聚己二酸-1,4

5、-丁二醇酯二醇（PBA）為軟段原料制備陰離子WPU預聚體，再用AEAPS改性制備WPU；采用FT-IR、GPC、TG、AFM、XPS、DMA等測試表征WPU的結(jié)構(gòu)，初步探討這種陰離子WPU整理劑對羊絨針織物抗起毛起球性能的影響，系統(tǒng)分析PPC WPU與代表性聚醚、聚酯多元醇（PTMG、PBA）WPU及其AEAPS改性后性能的差異。
　　以PPC為軟段的WPU膠膜具有硬度高、耐水與耐熱性能差以及軟硬段相容性好、微相分離不明顯的特點，

6、PPC WPU膠膜的結(jié)構(gòu)、性能和PTMG、PBA WPU膠膜存在明顯差異。AEAPS的交聯(lián)作用使改性 WPU的分子量明顯增大，聚硅氧烷鏈段的引入及其在膠膜表面的富集，改善了 WPU膠膜的耐水、耐熱性能，這種作用對PPC WPU尤為明顯，AEAPS改性是提高PPC WPU耐熱、耐水性能的有效途徑。
　　分別以 PTMG、PPC與 PBA三種多元醇為 WPU的軟段原料，確定 R值（-NCO/-OH）1.4、DMPA含量5.0％(w/w

7、)和AEAPS含量20.0%(w/w)作為羊絨針織物抗起毛起球WPU整理劑最適宜的合成投料關(guān)系，所制備的三種類型WPU對羊絨纖維均具有優(yōu)良的成膜、包裹性能。AEAPS改性得到網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)WPU有利于整理織物抗起毛起球性能的提高，聚硅氧烷鏈段在WPU膠膜表面的富集有利于整理織物手感的改善。AEAPS改性，提高了 WPU整理織物的抗起毛起球性能以及賦予整理織物良好的手感，并改善了耐洗性。分別采用AEAPS改性的三種類型WPU乳液2.0%(o

8、.w.f.)對羊絨針織物進行整理，織物的起毛起球等級均由2-3級提高到4級，其中以AEAPS改性的PTMG WPU乳液整理羊絨織物的手感最好為3級，與未整理織物的手感相當，由此可見，通過AEAPS改性可以避免WPU整理羊絨針織物手感惡化的弊端。
　　3、氨基硅油結(jié)構(gòu)對改性水性聚氨酯羊絨抗起毛起球整理劑性能的影響。以PTMG為軟段原料制備WPU預聚體，再分別以不同氨值的AEAPS、PBS進行改性制備 WPU，并將這兩類改性 WPU應(yīng)

9、用于羊絨針織物的抗起毛起球整理，探討氨基硅油結(jié)構(gòu)對WPU結(jié)構(gòu)、性能以及對羊絨針織物整理效果的影響。
　　AEAPS氨值增大，對WPU的交聯(lián)作用增強，改性WPU乳液的穩(wěn)定性降低，改性 WPU膠膜的耐水性增強、機械強度增大、膠膜表面的微相分離尺度變小，聚硅氧烷鏈段在膠膜表面的富集趨于強烈。PBS氨值增大，其分子鏈中親水聚醚鏈段的含量增大，由于PBS的交聯(lián)作用較弱，其改性WPU乳液的穩(wěn)定性提高，改性WPU膠膜的耐水性降低，PBS氨值對膠

10、膜的微相分離尺度與聚硅氧烷鏈段富集程度的影響較小。AEAPS改性 WPU的分子量及其膠膜的機械強度以及聚硅氧烷在膠膜表面的富集量，均明顯大于PBS改性WPU。
　　氨基硅油改性WPU乳液對羊絨針織物的應(yīng)用結(jié)果表明：氨基硅油的類型與氨值對整理織物起毛起球的等級沒有明顯影響，PBS、AEAPS改性WPU對羊絨針織物抗起毛起球性能的改善效果基本一致；聚硅氧烷鏈段在WPU膠膜表面的富集量以及膠膜自身的軟硬度是影響整理織物手感的關(guān)鍵因素，聚

11、硅氧烷在膠膜表面的富集量增大使整理織物的手感變好，膠膜硬度增大使整理織物的手感變差， PBS改性WPU整理織物的手感明顯優(yōu)于AEAPS改性WPU的整理效果。采用PBS與其改性WPU乳液對羊絨針織物進行聯(lián)合整理，織物的起毛起球等級達到4級、手感為4級，表明整理后織物具有優(yōu)良的抗起毛起球性能及柔軟蓬松的特點，此外，經(jīng)測試證明整理織物具有理想的透氣、透濕性能、良好的抗靜電性能，并且具有優(yōu)良的耐洗性能，其綜合性能明顯優(yōu)于目前羊絨企業(yè)加工的同類產(chǎn)

12、品。
　　4、線性聚醚嵌段氨基硅油改性陽離子水性聚氨酯羊絨抗起毛起球整理劑的制備。以 PTMG為軟段原料、N-甲基二乙醇胺（MDEA）為親水擴鏈劑制備陽離子水性聚氨酯（CWPU）預聚體，再以 PBS改性制備了 CWPU，初步探討這種改性CWPU對羊絨針織物的抗起毛起球性能。
　　以 R值1.4、MDEA含量6.0%(w/w)、BDO含量5.0%(w/w)與 PBS含量20.0%(w/w)制備CWPU，所得CWPU具有乳液穩(wěn)定

13、、膠膜硬度低、粘附力與耐水性優(yōu)良的特點。PBS改性雖然使CWPU乳液的粒徑增大，但是當PBS含量在20.0%(w/w)以內(nèi)能保證乳液的穩(wěn)定性。PBS含量增大，聚硅氧烷鏈段在膠膜表面有強烈的富集效應(yīng)，當PBS含量為20.0%(w/w)時，膠膜表面被聚硅氧烷鏈段完全覆蓋，聚硅氧烷的富集可減輕CWPU膠膜的氧化黃變。CWPU乳液對羊絨針織物整理應(yīng)用結(jié)果表明，R值增大、MDEA與PBS含量增大，提高了織物的抗起毛起球性能，PBS含量增大改善了織