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聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及应用研究

作　者: 牛松
导　师: 赵振河
学　校: 西安工程大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 无皂乳液聚合有机硅改性粘合剂织物整理性能表征
分类号: TQ316.334
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

传统聚丙烯酸酯乳液中含有大量的小分子乳化剂,其造成了乳液胶膜的耐水性、耐污性差,粘结力及强力下降等缺点,并且将该乳液用于涂料印花、涂料染色时,织物的湿摩擦牢度效果不甚理想。尽管以上缺陷可通过无皂乳液加以改善,但是采用传统的无皂乳液聚合技术制备的乳液稳定性差,并且固含量低。为了有效解决上述问题,本文采用极少量实验室自制的可聚合乳化剂,通过预乳化半连续滴加工艺进行无皂乳液聚合反应研究。然而,该聚丙烯酸酯无皂乳液同样存在“热脆冷粘”的缺点,使得涂料染色后织物的牢度与手感之间存在矛盾,为了化解这一矛盾,本文还利用有机硅优良的柔软性、低粘度及低表面张力对聚丙烯酸酯无皂乳液进行改性,所制备的乳液具有优良的应用性能。本文以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯及丙烯酸等单体合成了聚丙烯酸酯无皂乳液,通过单因素实验,确定了聚合反应的最佳条件:反应温度为80℃,可聚合乳化剂B/A的质量比为10︰0,阴-非复合型可聚合乳化剂B用量为0.4%(对丙烯酸酯类总单体质量的重,下同),预乳化液滴加时间为1h,保温时间为1h,引发剂KPS用量为0.4%。在无皂乳液的应用实验中,通过对焙烘温度、焙烘时间及粘合剂用量等影响涂料印花、染色织物性能(如织物手感、柔软度、干湿摩擦牢度和K/S值等)的因素进行分析,确定了涂料印花、染色的最佳工艺条件;通过改变硅丙无皂乳液中乙烯基硅油的用量、硅丙无皂乳液的用量及不同纯丙无皂乳液的Tg,评价自制纯丙、硅丙无皂乳液在织物柔软整理及抗起毛起球整理中的效果,研究了整理后织物的柔软度、白度和抗起毛起球性能。通过测试乳液的外观及各项稳定性等指标,评价了自制无皂乳液的理化性能;通过红外波谱分析(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG)、透射电子显微镜(TEM)及激光粒度仪等现代仪器分析手段,确定了自制无皂乳液的结构、Tg、热性能、粒径形貌及大小分布等。结果表明,自制的纯丙、硅丙无皂乳液固含量高且稳定性好。通过应用实验发现,自制的无皂乳液已基本达到工业品的应用效果,特别是硅丙无皂乳液用于涂料染色后,织物的柔软度及手感较纯丙的有了较为明显的改善。因此,自制的纯丙、硅丙无皂乳液有望成为一种集涂料印花、染色、柔软(针对涂料染色织物)、抗起毛起球等多功能性于一体的印染助剂。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-27
  1.1 聚丙烯酸酯无皂乳液的国内外研究现状、发展动态  10-22
    1.1.1 无皂乳液聚合的研究现状  10-13
    1.1.2 无皂乳液聚合理论  13-15
    1.1.3 无皂乳液聚合方法及稳定机理  15-20
    1.1.4 无皂乳液的应用及发展前景  20-22
  1.2 有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液的研究  22
  1.3 本课题研究的背景、目的、意义、思路方法及内容  22-27
    1.3.1 本课题研究的背景、目的和意义  22-23
    1.3.2 本课题的思路方法及合成原理  23-25
    1.3.3 本课题研究的主要内容  25-27
2 实验部分  27-36
  2.1 聚丙烯酸酯无皂乳液的合成  27-29
    2.1.1 实验原料及仪器设备  27-28
    2.1.2 合成工艺  28
    2.1.3 性能测试  28-29
  2.2 有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液的合成  29-31
    2.2.1 实验原料及仪器设备  29-30
    2.2.2 合成工艺  30
    2.2.3 性能测试  30-31
  2.3 无皂乳液的应用  31-33
    2.3.1 实验原料及仪器设备  31
    2.3.2 实验用织物  31
    2.3.3 无皂乳液作为粘合剂在涂料印花、染色中的应用  31-32
    2.3.4 无皂乳液作为整理剂在织物整理中的应用  32-33
  2.4 无皂乳液的结构表征方法及测定步骤  33-36
    2.4.1 主要分析测试仪器  33-34
    2.4.2 表征方法及测定步骤  34-36
3 结果与讨论  36-75
  3.1 聚丙烯酸酯无皂乳液的合成研究  36-52
    3.1.1 合成工艺的优选  36-37
    3.1.2 预乳化工艺的优化  37-38
    3.1.3 阴离子可聚合表面活性剂X 的影响  38-39
    3.1.4 反应温度的影响  39-41
    3.1.5 可聚合乳化剂的影响  41-44
    3.1.6 反应时间的影响  44-45
    3.1.7 引发剂KPS 用量的影响  45-47
    3.1.8 正交实验设计及结果分析  47-50
    3.1.9 软/硬单体配比的影响  50-51
    3.1.10 功能单体AA 的影响  51-52
    3.1.11 十二烷基硫醇的影响  52
  3.2 有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液的合成研究  52-53
  3.3 无皂乳液在涂料印花中的应用  53-64
    3.3.1 软/硬单体配比对印花织物性能的影响  53-54
    3.3.2 功能单体AA 用量对印花织物性能的影响  54-55
    3.3.3 交联单体对印花织物性能的影响  55-57
    3.3.4 十二烷基硫醇用量对印花织物性能的影响  57-58
    3.3.5 印花工艺条件的优化  58-63
    3.3.6 乙烯基硅油用量对印花织物性能的影响  63-64
    3.3.7 不同粘合剂的应用性能对比  64
  3.4 无皂乳液在涂料染色中的应用  64-66
    3.4.1 乙烯基硅油用量对涂料染色织物性能的影响  64-65
    3.4.2 硅丙无皂乳液用量用量对涂料染色织物性能的影响  65
    3.4.3 不同粘合剂的应用性能对比  65-66
  3.5 无皂乳液在织物整理中的应用  66-67
    3.5.1 柔软整理效果的评价  66-67
    3.5.2 抗起毛起球整理效果的评价  67
  3.6 无皂乳液的综合性能测试及结构表征  67-75
    3.6.1 综合性能测试  67-68
    3.6.2 结构表征  68-75
4 结束语  75-80
  4.1 主要结论  75-78
  4.2 创新点  78-79
  4.3 不足之处及工作展望  79-80
参考文献  80-88
攻读学位期间发表文章  88-89
致谢  89

聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及应用研究

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