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纤维改性用阳离子型聚合物PDA的合成及应用

作　者: 金环
导　师: 房宽峻
学　校: 江南大学
专　业: 纺织工程
关键词: AM DMC 自由基聚合 阳离子型改性剂 涂料染色
分类号: TQ630.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


涂料粒子对纤维没有亲和力,因此染色时对纤维不存在选择性问题,品种适应性较强。涂料染色工艺流程短,操作简便,能耗低,有利于降低生产成本,同时配色直观,仿色容易;涂料色相稳定,遮盖力强。然而涂料粒子不能以单分子态渗入纤维内部,对纤维着色缺乏直接性。为提高棉纤维和涂料之间亲和力,提高涂料的上染率,增加染色深度;本文采用自由基聚合法,以过硫酸铵为引发剂,DMC为阳离子功能单体,选择非离子单体AM,共聚合制备阳离子聚合物PDA。用PDA对棉纤维进行阳离子预处理,使纤维表面带正电荷,然后进行涂料染色。本文制备阳离子改性剂时,考察了单体配比、引发剂浓度、反应时间、反应温度等聚合工艺参数对聚合反应的影响。运用红外光谱对共聚产物PDA的组成和结构进行了表征,验证了目标共聚物。运用热稳定性DSC-TG分析,确定PDA的温度使用范围。最后,用PDA对棉织物进行改性并涂料染色。通过改变改性剂浓度、pH值、改性时间和温度等工艺参数,测定涂料染色后织物的K/S值和织物的上染率,详细讨论了影响棉纤维阳离子化程度的主要因素。确定了阳离子改性剂PDA使用的最佳工艺条件:改性剂用量为6%(o.w.f),在pH值9～10,改性温度70℃下处理20min;然后用1%(o.w.f)的涂料染色,改性效果最好,涂料的上染率和织物的K/S值最高。同时,结果表明当单体摩尔配比(AM/DMC)为2:8,引发剂过硫酸铵的摩尔浓度为0.5×10-2mol·L-1,在80℃反应3h,可获得对棉织物改性效果好的聚合物。PDA在纤维上的应用为阳离子改性剂的应用开辟了新的方向,降低了生产成本;降低染色温度,缩短染色过程,节约能耗,提高生产效率。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 前言  7-15
  1.1 涂料表面性能  8
  1.2 阳离子改性剂  8-11
    1.2.1 阳离子改性剂的种类  9
    1.2.2 阳离子改性剂的发展现状  9-11
    1.2.3 阳离子改性剂与棉纤维的吸附机理  11
  1.3 自由基聚合  11-13
    1.3.1 自由基聚合机理  11-12
    1.3.2 自由基聚合的影响因素  12-13
  1.4 涂料浸染工艺流程及条件  13-14
  1.5 本课题研究的目的和意义  14-15
第二章 实验部分  15-21
  2.1 实验材料、药品与仪器  15-16
    2.1.1 实验材料  15
    2.1.2 实验药品  15
    2.1.3 实验仪器和设备  15-16
  2.2 PDA 合成  16
  2.3 聚合物PDA 的性能测试  16-17
    2.3.1 单体转化率的测定  16
    2.3.2 特性黏度及相对分子量的测定  16-17
    2.3.3 阳离子基团含量的测定  17
    2.3.4 红外光谱  17
    2.3.5 热稳定性测试  17
  2.4 涂料染色  17-19
    2.4.1 棉织物的前处理  17-18
    2.4.2 阳离子改性剂染色工艺基本处方  18
    2.4.3 上染率的测定—残液法  18
    2.4.4 染色织物K/S 值的测定  18
    2.4.5 耐摩擦色牢度的测定  18-19
  2.5 PDA 与CHPA 改性效果的对比  19-20
  2.6 涂料在染色或印花纤维上的分布状态  20-21
第三章 实验结果与讨论  21-38
  3.1 聚合反应的影响因素研究  21-27
    3.1.1 单体配比对PDA 的影响  21-22
    3.1.2 引发剂用量对PDA 的影响  22-24
    3.1.3 反应时间对PDA 的影响  24-25
    3.1.4 反应温度对PDA 的影响  25-27
  3.2 红外分析  27
  3.3 PDA 的热稳定性的表征  27-29
  3.4 阳离子改性剂PDA 的应用  29-35
    3.4.1 pH 值对改性效果的影响  29
    3.4.2 改性剂浓度对改性效果的影响  29-31
    3.4.3 改性温度和时间对改性效果的影响  31
    3.4.4 涂料浓度的确定  31-32
    3.4.5 单体配比对PDA 改性效果的影响  32-33
    3.4.6 引发剂用量对PDA 染色性能的影响  33-34
    3.4.7 反应时间对PDA 染色性能的影响  34-35
    3.4.8 反应温度对PDA 染色性能的影响  35
  3.5 粘合剂的影响  35-36
  3.6 PDA 与小分子改性剂CHPA 的改性效果  36
  3.7 涂料在染色纤维上的分布状态  36-38
第四章 结论  38-39
致谢  39-40
参考文献  40-44
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  44

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 涂料工业 > 一般性问题 > 基础理论
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