新型有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯乳液的制備與應(yīng)用

新型有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯乳液的制備與應(yīng)用

采用磷酸樹(shù)脂法應(yīng)用于系列產(chǎn)品的粘合劑、涂層、稠化等方面。丙烯酸樹(shù)脂用于粘合劑的粘合機(jī)理符合“擴(kuò)散理論”,基礎(chǔ)是“相似相容原理”,取決于大分子的結(jié)構(gòu)與柔順性。在分子熱運(yùn)動(dòng)的影響下,粘合劑在纖維分子鏈的尾部或中部擴(kuò)散,相互糾纏,形成粘附的結(jié)合,逐漸模糊了兩相的界限,并向纖維滲透,產(chǎn)生一種牢固的連接。其成膜過(guò)程是典型的高分子擴(kuò)散現(xiàn)象,這個(gè)過(guò)程一般分為三個(gè)步驟:水分揮發(fā)、粒子變形和粒子合并。大部分聚丙烯酸酯乳液為普通乳液,粒徑較大,是粒徑為0.1～1μm的白色不透明低粘度膠體分散液。據(jù)報(bào)道,平均粒徑增大一倍,最低成膜溫度(MFT)增高2.8℃。粒徑越大其皮膜的致密性與光潔性也越差。微乳液是粒徑10～100nm的乳液,是熱力學(xué)穩(wěn)定的透明或半透明的膠體分散體系。1980年Stoffer和Bone最先報(bào)道了甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸甲酯(MA)的微乳液聚合,此后微乳液聚合被人們廣泛研究[4～9]。因微乳液的粒徑小于普通乳液一個(gè)數(shù)量級(jí),其體積就小三個(gè)數(shù)量級(jí),這使得微乳液的MFT降低,有效粒子數(shù)大大增加,從而微乳液具有更好的成膜性、滲透性及親和性。1實(shí)驗(yàn)部分1.1脂肪醇磺酸鹽系表面活性劑甲基丙烯酸(MAA),甲基丙烯酸甲酯(MMA),苯乙烯(St),丙烯腈(AN),丙烯酸正丁酯(BA),丙烯酸2-乙基己酯(EHA),八甲基環(huán)四硅氧烷(D4),過(guò)硫酸銨(APS),氨水,脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)系列,十二烷基硫酸鈉(SDS),脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES),水溶性醇(作助表面活性劑)。1.2透射電子顯微鏡條件四口燒瓶,滴液漏斗,溫度計(jì),攪拌器,冷凝管,烘箱,冰箱,電熱套,HITACHIH-800型透射電子顯微鏡,NDJ-1型旋轉(zhuǎn)式粘度,TGL-16B型高速臺(tái)式離心機(jī)。1.3合成中1.3.1單預(yù)乳化將乳化劑及助表面活性劑加入核單體中,在高速機(jī)械攪拌下緩慢加入水,用轉(zhuǎn)相分散法制成預(yù)乳液Ⅰ。用同樣方法制得預(yù)乳液Ⅱ。1.3.2單體或引發(fā)劑合成ph值在裝有溫度計(jì)、攪拌器、冷凝管的四口瓶中加入5ml水,開(kāi)動(dòng)攪拌,加4ml預(yù)乳液Ⅰ,用氨水調(diào)H值至7,開(kāi)始升溫,升溫至60℃時(shí)加入少量引發(fā)劑,繼續(xù)升溫并加入剩余預(yù)乳液Ⅰ及引發(fā)劑,溫度控制在90℃左右,繼續(xù)加入預(yù)乳液Ⅱ及引發(fā)劑,滴加完單體后追加少量引發(fā)劑并保持反應(yīng)1.5h,反應(yīng)過(guò)程中用氨水調(diào)pH值,使反應(yīng)始終在pH=7的條件下進(jìn)行。自然冷卻,過(guò)濾,包裝。1.4乳液穩(wěn)定性測(cè)定含固量:將樣品放在表面皿中稱(chēng)量,放入烘箱內(nèi)烘至恒重,測(cè)定其含固量;粘度:用NDJ-1旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)測(cè)定;粒徑:用HITACHIH-800型透射電子顯微鏡測(cè)定;離心穩(wěn)定性:用TGL-16B高速臺(tái)式離心機(jī)以3000r/min的速度旋轉(zhuǎn)30min,觀察有無(wú)分層現(xiàn)象;耐熱、耐凍穩(wěn)定性:將乳液置于40±2℃烘箱內(nèi)4h,及置于-25℃冰箱內(nèi)6h自然融化,觀察現(xiàn)象;pH穩(wěn)定性:用HCl和NaOH將乳液的pH值調(diào)至3～14,觀察現(xiàn)象;鎂離子穩(wěn)定性:在3g乳液中加入9ml2%MgCl2·H2O溶液,放置24h,觀察現(xiàn)象;鈣離子穩(wěn)定性:在16ml乳液中加入4ml0.5%CaCl2溶液,放置24h,觀察現(xiàn)象;乳液的成膜性能:將乳液放入表面皿中,在室溫自然成膜。1.5應(yīng)用1.5.1分類(lèi)布局藍(lán)色滌綸織物,白色滌綸織物。1.5.2液體分類(lèi)和制備取適量的乳液加入蒸餾水稀釋成一定濃度。1.5.3完成后分類(lèi)整理液預(yù)熱(40℃,30min)※織物浸漬(40℃,30min)※預(yù)烘(90℃,5min)※焙烘(160℃,3min)1.5.4失水量的測(cè)定在同等規(guī)格的10ml小燒杯中加入約5ml的去離子水,用雙面膠圍繞杯口邊緣一圈,將不同乳液整理的布樣(包括原布)緊密覆蓋上,分別稱(chēng)重后一同在90℃左右烘箱內(nèi)放置4h左右,再分別稱(chēng)重,計(jì)算失水量。失水量越大,其透濕性越好。2結(jié)果與討論2.1微乳液性能2.1.1質(zhì)量分析指標(biāo)外觀:微帶黃藍(lán)光半透明含固量:30%左右*粘度:18mPa·s左右*粒徑:50nm左右*成膜性:室溫成膜,細(xì)致光潔2.1.2微乳液穩(wěn)定性離心穩(wěn)定性:30min不分層耐熱性:4h無(wú)分層,無(wú)漂油現(xiàn)象耐凍性:6h不破乳,不漂油耐氯化鎂性:24h無(wú)分層,無(wú)漂油現(xiàn)象鈣離子穩(wěn)定性:24h無(wú)分層現(xiàn)象耐酸堿性(pH3～14):4h無(wú)分層,無(wú)漂油現(xiàn)象測(cè)試結(jié)果說(shuō)明微乳液各項(xiàng)性能穩(wěn)定,含固量也比較高。2.2織物的透濕性采用乳液∶蒸餾水為1∶5的整理液,對(duì)織物進(jìn)行整理,整理后織物的各項(xiàng)性能見(jiàn)表1,表2。從表2可看到:粒徑小的G-16與J-4微乳液具有良好的性能,乳液粒徑小不僅使其有良好的穩(wěn)定性,而且成膜性好,親和性好,尤其是手感好;J-4、G-2、G-16整理的布樣失水量比原布大,具有導(dǎo)濕作用,G-9整理的布樣失水量比原布小但差距不大,透濕性良好。在實(shí)驗(yàn)中,藍(lán)色滌綸整理后均有不同程度的增深,這是因?yàn)橹苽涞木郾┧狨ト橐簽榈驼凵渎收韯?覆蓋在纖維表面后使反射光大大減少,同時(shí)整理后纖維表面光滑度下降,入射光在整理層內(nèi)多次折射和被纖維內(nèi)染料吸收,因此顯色效應(yīng)大為增強(qiáng)。據(jù)報(bào)道,折射率下降0.1,表面反射率降低約1.4%。將乳液稀釋成5%～10%對(duì)藍(lán)色滌綸進(jìn)行整理,并與道康寧公司的有機(jī)硅類(lèi)增深劑SM8709進(jìn)行比較,雖然其增深效果略差一些,但還是有明顯的增深效果。3聚丙烯酸酯粘合劑整理滌綸織物的性能pH值:7*大部分乳液的平均指