异佛尔酮二异氰酸酯聚多元醇改性水性聚氨酯整理剂的合成及应用

异佛尔酮二异氰酸酯聚多元醇改性水性聚氨酯整理剂的合成及应用

亲水氨基（wpu）是在水的作用下由乳化分散而成的。1实验部分1.1实验试剂和仪器异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),工业级,德国拜耳;聚醚三元醇、聚酯二元醇,工业级,杭州久灵化工;2,2-二羟甲基丙酸(DMPA),工业级,江苏海安石化有限公司;亚硫酸氢钠,分析纯,天津市致远化学试剂有限公司;异丙醇,分析纯,天津市富宇精细化工有限公司;二正丁胺、甲苯,化学纯,陕西华星实验科技有限公司;溴甲酚绿、浓盐酸,分析纯,陕西西华华星星实实验验科科技技有有限限公公司司;;三乙胺,分析纯,天津市大茂化学试剂厂;蒸馏水。1.2实验仪器和仪器热定型机LA-205,日本株式会社;起毛起球测试仪YG502N,南通宏大实验仪器有限公司;轧车MU505T,北京纺织机械器材研究所;数字白度仪DSBD-1,南通宏大实验仪器有限公司。1.3测试规格纯棉针织布15cm×15cm。1.4wo的合成方法1.4.1抽真空真空在三口烧瓶中,按计量投入聚醚三元醇,在真空度103Pa条件下缓慢升温到130~140℃,恒温1.5h,停止抽真空;缓慢降温至30℃左右,按计量滴加IPDI,再缓慢升温至70~75℃,反应2h,降温至0~10℃加入封端剂及适量异丙醇溶剂,高速搅拌30min,加蒸馏水分散、乳化1h,制得聚醚型WPU。1.4.2dmpa反应特性温度在三口烧瓶中,按计量投入聚酯二元醇,在真空度103Pa条件下缓慢升温到130~140℃,恒温1.5h,停止抽真空;缓慢降温至35℃左右,按计量滴加IPDI,缓慢升温至75~80℃,反应2h。降温至75℃左右加入扩链剂DMPA,扩链温度80~85℃,扩链1.5h。加入三乙胺中和10min,加蒸馏水分散、乳化1h,制得聚酯型WPU。1.5fc二浸二轧纯棉针织白布浸轧(自制水性聚氨酯80~120g/L,JFC10g/L,二浸二轧,轧余率75%)→预烘(80℃/3min)→焙烘(170℃/(1~2)min)→热水洗(50℃/5min)→冷水洗、烘干。1.6乳液稳定性测试肉眼观察预聚体或乳液的色泽、透明度、外部状态等。2)贮存稳定性参考GB6753.4—863)离心稳定性用800型高速离心机,在转速3000r/min、时间30min的条件下测试乳液的稳定性,观察溶液是否分层。4)固含量按照GB/T2793—1995进行。5)游离异氰酸酯基含量用二正丁胺/甲苯法进行测定。6)手感评定整理后织物手感评定:需至少4人触摸评定织物,评定结果(相对于原样)可分为柔软、较软、不变、较硬和硬等5个级别。2结果与讨论2.1影响口服酒精性能的因素2.1.1r值对乳液性能的影响IPDI和三元醇是合成预聚体的主要原料:IPDI构成产物的硬段,提供了强度、耐磨性等性质,对产物的力学性能贡献最大;三元醇构成软段部分,提供了柔顺性、弹性等性质。R值是影响乳液性能的重要因素之一。在其他工艺条件不变的情况下,通过改变R值来研究乳液性能的变化,结果见表1。由表1发现,当R值为2时,预聚体产生凝胶,这是因为-OH含量过多,导致交联度过大,无法继续反应;当R值≥3时,预聚体的外观正常,反应也顺利进行。当R值达3~5时,预聚体的外观均比乳液的外观透明,这是乳化阶段聚合物发生相反转的结果,且在此范围内,随着R值的增加,交联成分含量相应减少,乳液的外观经历了从微透明到半透明的过程。当R值大于5时,乳液的外观为白色石灰水状,这是因为IPDI的含量过多,致使残余的-NCO基团较多,在乳化阶段与水剧烈反应,所得乳液粒径较大,外观不透明且稳定性差。2.1.2温度和时间对各反应线的影响若反应温度过高,反应速率过快,引起暴聚或产生凝胶,进而导致反应失败;若温度过低,反应速率较慢,不利于反应的进行,反应时间长导致能耗的增加。由图1可以看出,在反应初期,随着反应时间的增加,各曲线都呈现明显下降趋势,且最后趋于平稳。这是因为在初始阶段,-NCO和-OH的含量较高,碰撞机会较多使得反应速率较快,迅速聚合为二聚体、三聚体、四聚体等。随后,低聚物间继续反应,分子质量缓慢增加,-NCO含量降低。温度高反应速率快,剩余的-NCO越少。随着时间的推移,-NCO含量降低,反应速率也逐渐减慢,最终反应达到或接近理论终点。以R值取4.0为例,其-NCO含量理论初始值为13.13%,终点值为6.89%。温度70℃、反应150min时的剩余-NCO含量为6.94%,接近理论终点值。而反应温度75℃、80℃时反应速度过快,导致副反应增加,-NCO含量均低于理论值,故反应温度以70℃为宜。2.2影响应用性能的因素2.2.1抗起毛起球性能纯棉针织物经过煮、漂等前处理工序的加工,其表面会产生许多绒毛,经过一段时间的穿着和静电作用,织物表面会起毛起球,影响美观和舒适感。封闭型的聚醚型聚氨酯在高温下会释放-NCO基团,与纤维的-OH发生交联反应,避免纤维间的迁移;而聚酯型聚氨酯能在织物表面形成强韧的薄膜,耐摩擦、拉伸强度高、弹性好,并有一定的亲水性。用2种WPU混合整理织物可改善纤维间的粘接力,减少纱线毛羽,减少静电,有利于抗起毛起球。从表2可见,随着聚醚质量比下降,抗起毛起球性能提高,当质量比为5/5时,各项指标均较好。但是随着聚酯质量比增加,手感会有一定下降,这可能由于聚酯成膜,从而影响到手感质量。而白度几乎没有下降。2.2.2扫描电镜观察对空白织物和经过整理剂整理的织物进行喷金处理,透过扫描电镜在电子扫描点下观察纤维相结构,见图2。由图2可以看出,织物经浸轧整理后,织物表面附有一层薄膜,说明整理剂与织物发生了交联。3