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随着生活质量的提高,人们对功能性纺织品的要求越来越高。织物整理剂走向多功能化、复合化,己成为未来纺织品整理剂发展的主要趋势。因此发展具有拒水、拒油和阻燃多重功能的织物整理剂具有极其广阔的应用前景,同时也是一项具有挑战性的工作。应用广泛的含氟整理剂大多含有全氟烷基(CnF2n+1,n≥8),但是长氟碳链化合物在自然环境中生成难以降解的全氟辛基磺酰基类化合物(PFOS)和全氟辛酸类化合物(PFOA),这些化合物在人体内、动植物体内长期蓄积,并有潜在的致癌作用,这些化合物的应用已经或将受到限制,所以发展同时具有拒水、拒油与阻燃性能又不含有长氟碳链段的多功能整理剂是一项非常有意义的研究工作。
本论文设计和合成了一系列含氟磷丙烯酸酯聚合物,经其处理后的棉织物具有拒水、拒油和阻燃多重性能。第一部分利用商品化的1H,1H,2H,2H-全氟辛醇和丙烯酸,烯丙基溴,亚磷酸二乙酯,氯磷酸二乙酯,丙烯酰氯,乙醇胺,分别合成了含氟丙烯酸酯单体化合物1,含磷单体化合物2和3。将这些合成的单体分别与其它不含氟的丙烯酸酯通过乳液聚合得到多功能聚合物PFPA1和PFPA2。第二部分利用三氯化磷,含氟醇,(甲基)丙烯酰氯,乙醇胺设计并合成了一系列新型的含氟磷的单体4a,4b,5a,5b,6a和6b,通过与其他的单体共聚得到一系列聚合物PFPA3-8,通过单体含氟链长度的变化探讨了其对整理后织物拒水、拒油和阻燃性能的影响。通过改变乳化剂、引发剂以及聚合方式等一系列条件对乳液聚合稳定性和拒液性能的影响进代了探讨,优化了引发剂浓度、乳化剂浓度以及单体含量等工艺条件,并利用纳米粒径分析仪表征了乳液粒子的大小及分布,通过FT-IR,TGA与DSC对合成的聚合物进行了表征。
用上述含氟磷聚合物乳液PFPA1-8对棉织物进行整理,考察在优化整理工艺下,不同官能团以及聚合物中含氟量、含磷量对整理后织物的拒水、拒油和阻燃性能的影响。通过电子扫描显微镜(SEM)对整理前后棉纤维的表面几何形态的变化及其对拒水效果的影响进行了分析和讨论,并使用热差分析(TGA)电子扫描显微镜(SEM)数码相机对整理后织物燃烧前后的性状进行了表征与分析。经聚合物PFPA1,PFPA2,PFPA7和PFPA8整理后的织物对水的接触角达到130°以上,对正十二烷的接触角也超过了100°,但只有经PFPA2整理后的织物具有较好的阻燃性能(LOI26%),经PFPA1,PAPA7和PFPA8整理后的织物阻燃性能较低(LOI21.4%,20.3%,20%);经PFPA3,PFPA4,PFPA5和PFPA6整理后的织物对水的接触角只能达到约125°,其中经PFPA3和PFPA4整理后的织物具有较好的阻燃性能(LOI26%,25.8%),而经PFPA5和PFPA6整理后的织物阻燃性能校低(LOI22.5%,22.2%)。