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阳离子聚合物乳液合成及在涂料染色中应用

作　者: 沈飞叶
导　师: 房宽峻
学　校: 江南大学
专　业: 纺织工程
关键词: 阳离子聚合物乳液合成牢度涂料染色柔软性
分类号: TQ316.334
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

涂料染色具有工艺简单、节约能源、拼色方便、风格独特等优点而备受消费者的喜爱。但涂料染色后织物的牢度和柔软性不理想一直是制约涂料染色发展的重要因素。针对市场上涂料染色存在的柔软性与牢度矛盾的问题,选择阳离子和非离子乳化剂复配的乳液聚合方法,选用丙烯酸丁酯、苯乙烯等单体,合成稳定的阳离子聚合物乳液,并把乳液作为粘合剂对涂料染色织物固色。本研究考察了乳化剂种类、配比及其用量,引发剂种类、用量,以及反应时间及温度对乳液本身的性质及涂料染色织物牢度的影响;采用傅立叶红外光谱(FTIR)对阳离子共聚物乳液的结构特征进行了定性的表征;用Nano-Zs90型纳米粒度及Zeta电位分析仪对乳胶粒的平均粒径及其分布和Zeta电位作了定量的测定;探讨了阳离子型聚合物乳液用量、焙烘温度、焙烘时间及织物表观深度对涂料染色织物牢度的影响;将阳离子聚合物乳液和阴离子粘合剂WB2本身的性质进行了比较,同时研究了两者对涂料染色织物牢度及柔软性的影响;采用扫描电镜观察阳离子聚合物乳液和阴离子粘合剂WB2在织物表面形成的薄膜,用以分析产生的不同实验结果。结果表明乳化剂质量配比为阳离子CEA∶非离子AE为2:1,用量为单体总质量的8%;引发剂HBN用量为单体质量0.5%时乳液各项性质较好,各单体之间能很好的发生共聚,此时合成得到的阳离子聚合物乳液的固含量为21.28%,粒径为48.32nm,PDI为0.109,Zeta电位为36.36mV,表观粘度为3.70~3.71cP,且离心稳定性、放置稳定性及稀释稳定性较好。作为涂料染色的粘合剂,当阳离子聚合物乳液的用量为40g/L,焙烘温度为120℃,焙烘时间为180s时织物的牢度较好,且对深浅色织物均有效果。扫描电镜分析结果表明,阳离子聚合物乳液与纤维具有较强的结合力,能在织物表面形成更完整均匀的薄膜。涂料染色织物用阳离子聚合物乳液处理后,织物的弯曲刚度及弯曲滞后矩变化较小,具有比阴离子粘合剂WB2更好的柔软性能和更高的牢度。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章前言  8-20
  1.1 涂料染色技术  8-11
    1.1.1 涂料染色  8
    1.1.2 涂料染色优缺点  8-9
    1.1.3 乳液成膜机理  9-10
    1.1.4 国内外涂料染色及印花粘合剂乳液的发展概况  10-11
  1.2 乳液聚合机理  11-15
    1.2.1 分散阶段  11-12
    1.2.2 阶段Ⅰ（乳胶粒生成阶段）  12-14
    1.2.3 阶段Ⅱ（胶粒长大阶段）  14
    1.2.4 阶段Ⅲ（聚合完成阶段）  14-15
  1.3 阳离子聚合物乳液的研究进展  15-17
    1.3.1 阳离子聚合物乳液技术的发展情况  15-16
    1.3.2 阳离子聚合物乳液的特点及应用  16-17
    1.3.3 阳离子乳液发展趋势  17
  1.4 课题的研究方案、目的及意义  17-20
    1.4.1 课题方案  17-18
    1.4.2 课题的提出及意义  18-20
第二章实验部分  20-25
  2.1 实验药品与仪器  20
    2.1.1 实验药品  20
    2.1.2 实验仪器  20
  2.2 阳离子聚合物乳液的合成  20-21
    2.2.1 阳离子聚合物乳液反应方程式  20-21
    2.2.2 阳离子聚合物乳液的制备  21
  2.3 阳离子聚合物乳液性质测定  21-22
    2.3.1 乳液外观及凝聚物的分析  21
    2.3.2 乳液的Zeta 电位、粒径及其分布的测定  21-22
    2.3.3 固含量的测定  22
    2.3.4 乳液提纯及其红外测试  22
    2.3.5 表观粘度测试  22
  2.4 乳液的稳定性测试  22
    2.4.1 离心稳定性  22
    2.4.2 放置稳定性  22
    2.4.3 稀释稳定性  22
  2.5 涂料染色实验  22-25
    2.5.1 工艺流程及处方  22-23
    2.5.2 染色织物表观深度K/S 值和干湿摩擦牢度测定  23
    2.5.3 皂洗牢度测定  23
    2.5.4 织物的柔软性能测定  23-24
    2.5.5 扫描电镜分析  24-25
第三章结果与讨论  25-40
  3.1 阳离子聚合物乳液的合成  25-31
    3.1.1 合成方法的选择  25
    3.1.2 反应温度及时间的确定  25
    3.1.3 聚合单体的确定  25-26
    3.1.4 乳化剂的确定  26-30
      3.1.4.1 复配乳化剂的选用  26-27
      3.1.4.2 乳化剂配比对乳液性能及牢度的影响  27-29
      3.1.4.3 用量及添加方式对乳液性质及牢度的影响  29-30
    3.1.5 引发剂的影响  30-31
      3.1.5.1 种类对乳液性质的影响  30
      3.1.5.2 用量  30-31
  3.2 阳离子聚合物乳液的表征  31-33
    3.2.1 乳液稳定性测试  31-32
      3.2.1.1 离心稳定性  31
      3.2.1.2 放置稳定性  31-32
      3.2.1.3 稀释稳定性  32
    3.2.2 乳液基本性能  32
    3.2.3 红外分析  32-33
  3.3 阳离子聚合物乳液在涂料染色中的应用  33-36
    3.3.1 乳液用量对织物牢度的影响  33-34
    3.3.2 焙烘温度对牢度的影响  34-35
    3.3.3 焙烘时间对牢度的影响  35
    3.3.4 不同表观深度下的织物牢度  35-36
  3.4 与阴离子型粘合剂的比较  36-40
    3.4.1 基本性能比较  36
    3.4.2 织物牢度比较  36-38
    3.4.3 织物柔软性能  38-40
第四章结论  40-41
致谢  41-42
参考文献  42-46
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  46

阳离子聚合物乳液合成及在涂料染色中应用

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