新型有机硅防水剂的合成与应用性能研究

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氨基硅油是有机硅织物整理剂中应用最广的一类,经它整理的织物柔软舒适,手感丰满。但是,由于其整理的织物在高温下易发生黄变,且氨基硅油具有一定的疏水性。因此,在此基础上,本文合成了一种新型的乙烯基/氨基共改性硅油,并对其进行了改性,在保留氨基硅油柔软性的同时,改善其黄变性,增加了其防水性。另外,参照st ber法,本文合成了一系列不同粒径的纳米SiO2溶胶,并将其应用在织物的表面处理上,也取得了不错的防水效果。具体研究内容如下:(1)以八甲基环四硅氧烷(D4)、 N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧硅烷(KH-602)的水解物、四乙烯基四甲基环四硅氧烷(DVi4)和四甲基氢氧化铵(TMAH)为原料,制备侧链含有乙烯基的乙烯基/氨基共改性硅油(Vi-ASO-1),并通过IR、1H-NMR对其结构进行了表征。Vi-ASO-1乳化后得到乳白色微透明液体,乳液平均粒径为37.8nm,经其处理的棉织物具有一定防水性,且柔软性亦增强。(2)以乙烯基/氨基硅油(Vi-ASO-1)和环氧硅油(ESO)为原料,合成无色微透明的环氧硅油改性乙烯基/氨基硅油(Vi-EASO-1),并通过IR对其结构进行了表征。Vi-EASO-1经乳化后得到的乳液Z-均平均粒径为52.73nm,ξ电位值为+32.2mV。经Vi-EASO-1乳液整理的涤纶织物具有良好的防水性,经测定,其静态接触角可以达到141°。(3)以乙烯基/氨基共改性硅油(Vi-ASO-1)和顺丁烯二酸酐(MA)为原料,制得一种新型的羧基改性硅油(Vi-CAS-1),并通过IR对其结构进行了表征。采用乙酸乙酯将Vi-CAS-1配成质量浓度为0.03%的有机硅整理液,整理涤纶布样,并研究了羧值、黏度、Vi-ASO-1和MA质量比对其弹性和柔软性的影响,结果表明,经其整理的布样柔软性和弹性均有明显的增加,将其与含氢硅油进行复配,整理后的织物具有一定的防水性能。(4)以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,选取反应温度在50℃、氨水用量在2%左右,参照st ber法,制备纳米SiO2溶胶,并对硅溶胶的结构进行了IR表征。分别对氨基硅乳和含氢硅乳的粒径及ξ电位进行了测定,得出:氨基硅乳的Z-均平均粒径为224.1nm,ξ电位为29.5mV;含氢硅油乳液的Z-均平均粒径为294.6nm,ξ电位为44.7mV。在乳化含氢硅油时,要先加一定量的有机酸酸,调节其pH在56左右,再慢慢进行乳化,且需加入一定量的稳定剂,提高乳液的耐剪切力。将SiO2溶胶、质量比为7﹕3的氨基硅乳和含氢硅乳的共混液,在15%催化剂醋酸锌的作用下,共同整理织物,并将其整理后的布样与空白斜纹纯棉布,用扫描电镜SEM对其纤维表面的成膜性及微观形貌进行了观察研究,得出:未经处理的空白棉纤维表面粗糙,凸凹不平、有类似鱼鳞状的片状形及众多纤细沟槽存在,纤维的纹理比较明显,局部表面还有短小的刺状物及突起。经SiO2/AS-1、PHEAS整理过的纤维表面更为粗糙,并且有纳米颗粒形成的突起存在。经其整理的织物防水性明显增加。
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