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有机氟树脂复合增深剂的制备及应用性能研究

作　者: 刘燕
导　师: 赵涛
学　校: 东华大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 含氟丙烯酸酯氨基硅油改性二氧化硅 K/S值增深剂
分类号: TS195.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

当光照射到织物表面上时,一部分光在界面处直接发生反射,一部分光线进入织物内部,被织物上的染料选择性吸收,未吸收的部分则从织物内部反射或透过。这些反射光或透射光就决定了织物的颜色。如果织物吸收的光多,表面反射的光少,颜色就比较深。因此本课题利用这一原理,采用复合型低折射率树脂整理染色织物,从而减少表面反射光以达到提高织物表观深度的目的。本论文合成了一种含氟聚丙烯酸酯乳液(简称氟丙乳液),并将其分别与氨基硅油和无机纳米二氧化硅复配,对染色的棉和涤纶织物进行增深整理,均获得了很好的增深效果。研究内容主要包括如下三部分：一是采用预乳化半连续乳液聚合技术合成了甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸正丁酯的共聚物,并探索了最佳合成工艺。采用甲基丙烯酸三氟乙酯的目的是在聚合物中引入含氟基团,降低乳液的折射率。采用红外光谱对原料和产物进行结构表征。二是用硅烷偶联剂KH-550对纳米二氧化硅进行接枝改性,目的是降低纳米二氧化硅颗粒之间的团聚能,提高纳米二氧化硅在有机相中的分散性。采用红外光谱和扫描电镜表征接枝改性的过程和效果；第三部分主要是将合成的氟丙乳液分别与氨基硅油和改性的纳米二氧化硅进行机械混合复配,并分别将复配制得的两种增深剂对染色的棉、涤纶织物进行整理,测试整理后织物的K/S值、强力、拒水等级、色牢度等应用性能,研究浓度、焙烘温度、焙烘时间等条件对性能的影响。本论文优化的乳液聚合反应工艺条件如下：甲基丙烯酸三氟乙酯与丙烯酸正丁酯按4/6的比例聚合；单体含量占水相的80%；引发剂过硫酸钾用量为单体总量的0.6%；复合乳化剂SDBS/OP-10为2：1,用量占单体总量的4%；80℃条件下反应4h。硅烷偶联剂KH-550改性纳米二氧化硅的优化工艺为：以水/乙醇质量比为1：3作为溶剂,硅烷偶联剂KH-550用量为Si02的5%,70℃反应3h,得到的改性Si02在有机相中沉降率最低。氟丙乳液与氨基硅油复配整理黑色涤纶织物,通过K/S的测定得到增深比,结果表明：当氟丙乳液用量为120g/L、氨基硅油用量为20g/L时增深比最高,增深效果最好。从增深效果和织物强力损伤两个角度考虑,总结出最佳的焙烘温度为140℃焙烘3min。氟丙乳液与改性纳米二氧化硅复配整理黑色涤纶织物,通过K/S的测定,结果表明：当氟丙乳液用量为120g/L、改性二氧化硅用量为0.4g/L时增深比最高,增深效果最好。最佳焙烘温度为14℃焙烘2min。氟丙乳液与氨基硅油复配的增深剂对涤纶的增深效果比棉织物平均高7%左右,与改性的二氧化硅复配的增深剂对涤纶的增深效果比棉织物平均高12%左右。并且两种复合增深剂均对黑色织物的增深效果比其他颜色要好。由于增深剂的侧链含氟,因此整理后织物的拒水等级可以达到4级,有较好的拒水效果。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-12
第一章绪论  12-28
  1.1 前言  12
  1.2 增深的途径及原理  12-18
    1.2.1 增加染料上染量  12-13
    1.2.2 使纱线或织物表面粗糙化  13-15
    1.2.3 降低折射率  15-17
    1.2.4 折射率的影响因素  17-18
  1.3 织物增深整理的现状  18-21
  1.4 乳液聚合简介  21-23
    1.4.1 乳液聚合的定义  21
    1.4.2 乳液聚合理论的发展简史和现状  21-22
    1.4.3 乳液聚合的特点  22
    1.4.4 乳液聚合技术进展  22-23
  1.5 纳米二氧化硅  23-26
    1.5.1 纳米二氧化硅的性质  23
    1.5.2 纳米二氧化硅的增深意义  23
    1.5.3 纳米二氧化硅的制备  23-24
    1.5.4 纳米二氧化硅的改性  24-26
  1.6 织物增深效果的评定方法  26-27
  1.7 本课题研究的目的与内容  27-28
第二章含氟聚丙烯酸酯的合成  28-39
  2.1 实验部分  28-29
    2.1.1 实验试剂  28
    2.1.2 实验仪器  28
    2.1.3 实验原理  28-29
    2.1.4 实验工艺配方及步骤  29
  2.2 测试表征方法  29-31
    2.2.1 乳液固含量的测定  29-30
    2.2.2 乳液单体转化率的计算  30
    2.2.3 凝胶率的测定  30
    2.2.4 乳液粒径的测定  30
    2.2.5 乳液离心稳定性测试  30-31
    2.2.6 乳液贮存稳定性测试  31
    2.2.7 乳液电解质稳定性测试  31
    2.2.8 乳液冻融稳定性测试  31
    2.2.9 聚合物的红外光谱测试  31
  2.3 结果与讨论  31-37
    2.3.1 单体比例的影响  31-32
    2.3.2 水相比的影响  32-33
    2.3.3 引发剂用量的影响  33-34
    2.3.6 乳化剂用量的影响  34-36
    2.3.7 反应时间的影响  36
    2.3.8 含氟聚丙炼酸酯的红外光谱分析  36-37
    2.3.9 乳液性质  37
  2.4 本章小结  37-39
第三章硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅  39-48
  3.1 实验部分  39-40
    3.1.1 实验试剂  39
    3.1.2 实验仪器  39
    3.1.3 实验步骤  39-40
    3.1.4 实验原理  40
  3.2 测试表征方法  40-41
    3.2.1 沉降率的测定  40-41
    3.2.2 改性前后二氧化硅的红外光谱表征  41
    3.2.3 改性前后二氧化硅的扫描电镜测试  41
  3.3 结果与讨论  41-47
    3.3.0 纳米二氧化娃改性的沉降率效果分析  41-45
    3.3.1 硅烷偶联剂改性前后的纳米二氧化硅粒子的红外光谱分析  45-46
    3.3.2 硅烷偶联剂改性前后的纳米二氧化硅粒子的扫描电镜照片  46-47
  3.4 本章小结  47-48
第四章复合增深剂的应用  48-61
  4.1 实验部分  48-49
    4.1.1 实验材料  48
    4.1.2 实验试剂  48
    4.1.3 实验仪器  48
    4.1.4 实验步骤  48-49
  4.2 应用测试  49-51
    4.2.1 织物K/S值的测试  49
    4.2.2 织物撕破强力测试  49
    4.2.3 扫描电镜分析测试  49
    4.2.4 耐摩擦色牢度  49
    4.2.5 耐皂洗色牢度  49-50
    4.2.6 拒水等级测试  50-51
  4.3 结果与讨论  51-61
    4.3.1 氟丙乳液与氨基硅油的复配整理  51-54
    4.3.2 氟丙乳液与改性纳米氧化硅的复配整理  54-57
    4.3.4 增深剂的附加功能探究  57-59
    4.3.5 增深前后色牢度的变化  59
    4.3.6 与市售增深增艳剂的增深效果对比情况  59-61
第五章结论  61-62
参考文献  62-67
攻读硕士期间发表学术论文  67-68
致谢  68

有机氟树脂复合增深剂的制备及应用性能研究

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