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水性聚氨酯湿摩牢度提升剂B的研制与应用

作　者: 李宝洲
导　师: 崔淑玲
学　校: 河北科技大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 湿摩擦牢度提升剂活性染料二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) 水性聚氨酯改性
分类号: TS193.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

活性染料色谱齐全,色泽鲜艳,使用方便,是纤维素纤维织物染色的首选染料。但活性染料的染色牢度却不是很好,尤其是湿摩擦牢度较低,通常只有1～2级。随着经济的发展,消费者对染色织物湿摩擦牢度的要求越来越高,一般要求达到3级或以上,这对于活性染料染色织物尤其是深色织物往往是难以达到的。所以,如何提高染色织物的湿摩牢度已成为染整行业研究的热门课题。本课题的宗旨是合成一种水性聚氨酯类的湿摩牢度提升剂(湿摩牢度提升剂B),用之对活性染料染色后的织物进行轧烘焙整理,以达到提高染色织物湿摩牢度的目的。课题以二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚以及二乙烯三胺等为原料合成了目标产物,确定了其合成工艺:R值(MDI/PEG的物质的量比)=1.35,亲水扩链剂(DMPA)的用量为预聚体物质的量的7%,扩链剂二乙烯三胺的用量为预聚体质量的7.35%,二乙烯三胺与改性剂环氧氯丙烷物质的量的比为1:2。首先在100℃下反应2.5h合成预聚体,接着加入二乙烯三胺在100℃下反应30min完成扩链反应;然后与环氧氯丙烷在100℃下反应2h完成改性反应。通过实验摸索,确定了湿摩牢度提升剂B的应用工艺:一浸一轧(湿摩提升剂50 g/L,整理液pH值为7～8,轧液率为100%)→烘干(100℃)→焙烘(130℃×90s)。应用结果表明,织物经湿摩提升剂B处理后,湿摩擦牢度明显提高,可提高1.5级甚至以上。本课题的创新点在于使用MDI做原料合成水性聚氨酯湿摩牢度提升剂,为MDI在水性聚氨酯方面的应用开辟了一条新路。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-17
  1.1 影响活性染料湿摩擦牢度低的因素  10-11
    1.1.1 活性染料的分子结构  10
    1.1.2 染色织物的表面光洁度  10-11
    1.1.3 活性染料和纤维间共价键的稳定性  11
  1.2 提高湿摩擦牢度的措施  11-12
    1.2.1 加强织物前处理  11
    1.2.2 选择合理的染色工艺  11
    1.2.3 充分皂洗  11-12
    1.2.4 对织物进行适当的后整理  12
  1.3 湿摩擦牢度提升剂的类型  12-14
    1.3.1 聚胺类固色剂  12-13
    1.3.2 交联反应型固色剂  13
    1.3.3 季铵盐化的反应性树脂  13
    1.3.4 季铵盐类高聚物  13
    1.3.5 季铵盐类反应型高聚物  13-14
    1.3.6 水性聚氨酯类湿摩牢度提升剂  14
  1.4 水性聚氨酯的沿革及发展现状  14-15
  1.5 湿摩擦牢度提升剂的发展现状  15-16
    1.5.1 活性染料湿摩擦牢度提升剂WPU  15
    1.5.2 阳离子水性聚氨酯固色剂LH  15
    1.5.3 无醛固色剂A-1  15
    1.5.4 湿摩擦牢度增进剂CY-3101  15
    1.5.5 湿摩擦牢度提升剂ZQ-W  15-16
  1.6 目前市场上的湿摩擦牢度提升剂的缺陷  16-17
第2章水性聚氨酯的合成与应用  17-28
  2.1 引言  17
  2.2 合成水性聚氨酯的原料  17-19
    2.2.1 多元醇化合物  17
    2.2.2 多异氰酸酯  17-18
    2.2.3 内乳化剂  18
    2.2.4 扩链剂  18
    2.2.5 成盐剂  18
    2.2.6 有机溶剂  18-19
    2.2.7 水  19
  2.3 水性聚氨酯的合成方法  19-21
    2.3.1 外乳化法  19
    2.3.2 内乳化法  19-21
  2.4 异氰酸酯基的基本反应  21-23
    2.4.1 异氰酸酯基与羟基的反应  22
    2.4.2 异氰酸酯基与氨基的反应  22
    2.4.3 异氰酸酯基与水的反应  22
    2.4.4 异氰酸酯的自聚与加聚  22-23
  2.5 水性聚氨酯在纺织工业中的应用  23-25
    2.5.1 染色助剂  23
    2.5.2 印花助剂  23-24
    2.5.3 后整理剂  24-25
  2.6 本课题的主要来源与研究内容  25-26
    2.6.1 本课题的创新点  25
    2.6.2 本课题的主旨  25
    2.6.3 合成湿摩擦牢度提升剂 B 原料  25
    2.6.4 本课题的研究内容  25-26
    2.6.5 本课题中的合成反应式  26
  2.7 湿摩擦牢度提升剂作用机理  26-27
    2.7.1 成膜覆盖机理  26
    2.7.2 成盐机理  26-27
    2.7.3 吸附、交联、固色机理  27
  2.8 本章小结  27-28
第3章实验内容及方法  28-34
  3.1 实验药品与仪器  28-29
  3.2 实验方法  29-30
    3.2.1. 湿摩牢度提升剂的合成  29
    3.2.2 湿摩牢度提升剂应用工艺的优化  29-30
  3.3 性能测试方法  30-32
    3.3.1 含固量的测定  30
    3.3.2 游离的-NCO 含量的测定  30-31
    3.3.3 粘度的测定  31
    3.3.4 红外光谱测试  31
    3.3.5 摩擦牢度的测试  31
    3.3.6 织物色差的测试  31-32
    3.3.7 耐水洗性测试  32
    3.3.8 耐皂洗性测试  32
  3.4 本章小结  32-34
第4章合成实验结果及分析  34-46
  4.1 合成工艺参数的确定  34-43
    4.1.1 合成反应温度的确定  34-35
    4.1.2 合成反应时间的确定  35-36
    4.1.3 DMPA 用量的确定  36-37
    4.1.4 DMPA 加入方式的确定  37-38
    4.1.5 R 值(n(MDI)/n(PEG))的确定  38
    4.1.6 扩链反应温度的确定  38-39
    4.1.7 扩链反应时间的确定  39-40
    4.1.8 改性反应温度的确定  40
    4.1.9 二乙烯三胺和环氧氯丙烷用量的确定  40-42
    4.1.10 反应体系的 pH 值的确定  42-43
    4.1.11 搅拌速度对乳液稳定性及透明度的影响  43
  4.2 产物的红外波谱分析  43-45
    4.2.1 聚氨酯预聚体的红外光谱分析  43-44
    4.2.2 扩链后聚氨酯乳液的红外光谱分析  44-45
  4.3 湿摩擦牢度提升剂 B 外观与性状  45
  4.4 本章小结  45-46
第5章应用实验结果及分析  46-58
  5.1 湿摩擦牢度提升剂 B 应用工艺优化  46-53
    5.1.1 使用浓度的确定  46-47
    5.1.2 焙烘温度的确定  47-49
    5.1.3 焙烘时间的确定  49-50
    5.1.4 轧余率的确定  50-52
    5.1.5 浸轧次数的确定  52-53
    5.1.6 整理液pH 值的确定  53
  5.2 湿摩牢度提升剂B 的应用性能  53-56
    5.2.1 湿摩牢度提升剂B 对织物色光的影响  53
    5.2.2 湿摩牢度提升剂B 的耐水洗性  53-54
    5.2.3 湿摩牢度提升剂B 的耐皂洗性  54-55
    5.2.4 其它助剂对湿摩牢度提升剂 B 的整理效果的影响  55
    5.2.5 湿摩牢度提升剂B 对不同染色织物的整理效果对比  55-56
  5.3 湿摩牢度提升剂B 与其它湿摩牢度提升剂的整理效果对比  56-57
  5.4 本章小结  57-58
结论  58-59
参考文献  59-63
攻读硕士学位期间发表的论文  63-64
致谢  64

水性聚氨酯湿摩牢度提升剂B的研制与应用

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