三元嵌段有机硅柔软剂的制备及其在纺织品上的应用_水溶性硅油_聚醚改性|乳化硅油

柔软整理是纺织工业在后整理过程中最重要的工艺之一,它能够赋予织物柔软性和滑爽性,使其具备舒适感。有机硅柔软剂由于具有性价比高、柔软性好等特点,在近年来得到了较为广泛的应用。但是,传统的有机硅柔软剂在稳定性、耐黄变性、亲水性等方面的性能较差,限制了其在高档纺织品上的应用。本论文首先采用分布嵌段聚合的方式,以烯丙基环氧聚醚和氨基聚醚为功能单体,在硅氧烷分子主链上同时引入柔性的聚醚链段和聚醚胺链段,合成出三元嵌段有机硅柔软剂。该柔软剂分子主链上的疏水性有机硅链段和亲水性聚醚链段可以赋予织物舒适感,而聚醚胺链段上的氨基可以将柔软剂分子锚固在纤维表面;其次,将该柔软剂在织物上进行应用整理,研究其对织物综合性能的影响。论文的主要研究内容和结果如下:(1)首先采用八甲基环四硅氧烷(D4)作为共聚单体、四甲基二氢基二硅氧烷(HMM)为封端剂(占D4用量的7.5%),在浓硫酸的催化作用下反应7h,合成出含氢量为0.1%的端基含氢硅油;其次,以乙二醇单丁醚作溶剂,以四甲基二乙烯基二硅氧烷Pt络合物为催化剂,采用端基含氢硅油与端烯烃端环氧聚醚APEH-500或APEH-1000(摩尔比为1:2.1)在105~oC下回流反应4.5h,合成出端环氧基聚醚硅油;最后,采用两种聚醚胺ED-600和ED-900与端环氧基聚醚硅油为原料,以异丙醇为溶剂在80~oC反应6h,使聚醚胺上的-NH_2与聚醚硅油上的环氧基发生开环加成反应,最终合成出三元嵌段的有机硅柔软剂,红外光谱证实了柔软剂的分子结构。在此基础上,对有机硅柔软剂进行了乳化,其平均粒径约为68nm,粒径分布指数0.045,Zeta电位为53.4mV,具有良好的储存稳定性。此外,将柔软剂乳液置于pH分别为5、7、9和11的溶液中,在60~oC、80~oC和100~oC条件下依次震荡1h,液面无漂油,布面无油斑,表现出良好的耐酸碱稳定性。(2)将制备的三元嵌段有机硅柔软剂在棉织物上进行应用整理,对整理后的织物的手感、亲水性、白度、断裂强力、动摩擦系数、硅含量等进行了测试表征,并讨论了其使用性能与柔软剂用量的相互关系以及手感、动摩擦系数与硅含量的关系。结果表明,有机硅柔软剂对织物手感和动摩擦系数影响较大,当纤维硅含量高时,纤维与皮革间的动摩擦系数也低,织物有较好的手感。而当聚醚链段的比例越高时,亲水性越好。最后,将制备的三元嵌段有机硅柔软剂与市场上主要的柔软剂产品进行了性能比较。结果表明,所制备的有机硅柔软剂仅仅在亲水性方面稍差于SI-205和MAGNASOFT SRS,而在手感、白度和耐水洗性方面均表现出较高的水平,其综合性能优于目前市场上的主要同类产品。