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水性聚氨酯(WPU)作为纺织助剂具有不含甲醛、无污染及无毒等优点,近年来,随着国际上对纺织品的竞争逐渐加深,人们对纺织品的环保、绿色更加关注,纺织品的安全性及生态性已成为国内外市场开发纺织品考察的重要内容,这为水性聚氨酯织物助剂的发展提供了很好的契机。WPU作为固色剂,不仅需要考虑耐摩擦色牢度,还需要考虑乳液在织物上涂膜后的干燥速率;为防止WPU胶膜的脱落,WPU固色剂胶膜还应具有较好的耐水性、粘结性及耐热性等性能。WPU固色的原理主要是高分子链中的-NCO可以与织物中的-NH2、-OH发生反应;R值是衡量乳液中-NCO的重要因素,对WPU固色剂成膜后的耐热性、耐水性等性能也有重要影响;此外,亲水扩链剂及中和度的含量是影响WPU胶膜的耐水性的重要因素,而提高耐水性是改善织物耐湿摩擦牢度的关键;与此同时,不同的合成方法意味着合成的WPU固色剂的高分子链结构也有所不同,导致合成的WPU固色剂的各方面性能也截然不同。本研究通过探索合成方法、多元醇的相对分子量、亲水扩链剂含量、中和度及异氰酸根指数(R值)对WPU固色剂性能的影响,寻求出合成较佳的WPU固色剂的工艺条件。通过对WPU固色剂性能表征得出以下结论:R值为1.1、多元醇相对分子量为1000、DMPA含量为5.5%、中和度为100%的条件下,合成离子基团在软段的WPU的粘结性、耐水性及干燥速率均较好。在此条件下合成的WPU乳液外观透明,稳定,乳液粘度为142MPa?s,挥发速率常数为0.87,吸水率为8.39%,粘接强度可达到0.69 MPa,拉伸强度为4.18MPa,断裂伸长率高达406.31%。当乳液中WPU固色剂含量为50g/L时,织物耐干/湿摩擦牢度提高了1个级别。干燥速率慢、耐水性差也是限制WPU固色剂发展的原因,羟丙基硅油具有较低的表面能,通过羟丙基硅油改性,可使WPU具有较好的耐水性,同时也可使干燥速率有所提高;此外,Si-O较易旋转,对织物的柔顺性也有所改善。因此,本研究采用化学共聚的方法引入羟丙基硅油,得到了硅氧烷改性的WPU固色剂。研究表明:当羟丙基硅油加入量为3%时,粘度为230 MPa?s,拉伸强度为18.36 MPa,断裂伸长率为598%,粘接强度为0.60 MPa,胶膜耐水性较高,吸水率为3.1%;当羟丙基硅油含量达到5%时,经整理后的织物耐干/湿摩擦性能均达到最好,且织物湿摩擦牢度级别相对于未整理的织物提高了2-3个级别。