水性聚氨酯整理剂的合成及应用

李昂

中国石化集团资产经营管理有限公司天津石化分公司300270

摘要：水性聚氨酯有不同类型。通常，根据产品的粒径和外形不同，可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散液和聚氨酯水溶液；根据亲水性基团的电荷性质不同，可分为阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯，其中阴离子型又可分为羧酸型和磺酸型两大类；根据合成所用低聚物多元醇的不同，可分为聚醚型、聚酯型、聚醚-聚酯混合型水性聚氨酯；根据所选用的二异氰酸酯的不同，又可分为TDI型、MDI型、IPDI型、HDI型、DDI型和混合型水性聚氨酯。

关键词：水性聚氨酯；整理剂；合成；应用

1试验

1.1织物、试剂和仪器

织物纯棉机织物试剂异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇Ｆ－6（均为工业品），二羟甲基丙酸、Ｎ－甲基吡咯烷酮、三乙胺、乙二胺（均为分析纯），去离子水仪器MU505T乳车（北京纺织机械器材研究所），LA-205热定形机（日本株式会社），ＷＳＢ－３Ａ智能式数字白度计、YG541L型数字式织物折皱弹性仪（宁波纺织仪器厂），YG026A型电子织物强力机（常州市第二纺织机械厂），YG502N织物起毛起球仪（南通宏大实验仪器有限公司），YG031Q型顶破强力机（温州百思仪器有限公司）。

1.2水性聚氨酯的合成

1.2.1水性聚氨酯的合成工艺

合成水性聚氨酯的反应温度60—70＾，预聚体反应时间3h，ＮCO/OH值2，二羟甲基丙酸（DMPA）质量分数2.0％，乙二胺质量分数4.0％，搅拌速率400r/min。

1.2.2水性聚氨酯的合成路线

工艺流程：脱水—预聚—中和—水分散—扩链一成品

1.3棉织物后整理工艺流程

室温下二浸二轧(轧余率80%)、预烘(80℃，3min)-焙烘

2结果与讨论

2.1水性聚氨醋整理剂用里对棉织物性能的影响

将1.2节合成的水性聚氨醋整理剂，以不同质量浓度按1.3节对纯棉织物进行整理，焙烘温度1609C，焙烘时间3min。整理后测试纯棉机织物的断裂强力、弹性回复角，结果如图1所示。

图1水性聚氮醋用，对棉织物断裂强力和弹性回复角的影响

由图1可知，当水性聚氨酷质量浓度低于60妙时，随着整理剂用量的增加，织物的弹性回复角增大较快，断裂强力下降平缓。棉织物经水性聚氨醋整理后，在纤维内部通过交联作用、树脂沉积作用，增加了纤维的弹性，提高了织物从形变中回复的能力。因棉纤维的断裂是由分子链的断裂引起的，经水性聚氨醋整理剂整理后，在纤维的基本结构单元及大分子间引人了一定数量的共价键，与未整理的纤维相比较，各单元间的移动性受到限制，负担外力的情况更不均匀，造成强度下降。水性聚氨醋质量浓度大于60妙时，织物的弹性回复角增长趋于平缓，基本不再增加，而纤维的断裂强度迅速下降。水性聚氨醋达到一定用量后，纤维交联作用完全，再增加用量，对弹性回复角的增加作用不大，反而影响织物手感。整理剂用量过多，交联密度增加，因而棉织物断裂强力持续下降。综合考虑，选择水性聚氨醋质量浓度为60g/L。

2.2焙烘温度对棉织物性能的影响

采用水性聚氨醋60叭对织物进行整理，改变焙烘温度处理3minx

2.2.1焙烘温度对织物白度的影响

随着焙烘温度的升高，棉织物白度下降明显。白度下降一是由于高温会加速棉纤维氧化裂解产生黄变，二是因为水性聚氨醋合成过程中加有三乙胺和乙二胺等含氨基的助剂，其在高温下极易泛黄。因而，为保证织物良好的外观，焙烘温度不宜过高。

2.2.2焙烘温度对织物断裂强力的影响

当焙烘温度低于160℃时，随着温度的升高，水性聚氨醋乳液在纤维内部的分布更均匀，其分子链软段中的C-0单键和C-C单键内旋转频率高，具有各种构象及柔顺性，使得交联在分子间移动更为灵活。当受到外力作用时，分子链段可以通过位移来补偿和平衡各个分子链上的应力分布，减小了纤维的受力不均，故断裂强力有所提高。当焙烘温度高于160℃后，水性聚氨醋已在纤维内部分布均匀，随着温度的升高，棉纤维中葡萄糖剩基开始脱水，出现聚合度降低、拨基和竣基增加等化学变化，使得织物强力降低。因此，选择焙烘温度1609Co

2.2.3焙烘温度对织物弹性回复角的影响

焙烘温度升高，织物弹性回复角缓慢上升，当焙烘温度大于140℃后，回复角迅速增加;当焙烘温度到达170℃时，织物弹性回复角达到最高值;之后随着焙烘温度的升高，织物弹性回复角有一定程度的下降。焙烘促进整理剂与纤维的交联反应更充分，但温度太高，纤维受损严重，且白度也会下降。因此，选择焙烘温度为160℃。

2.3焙烘时间对织物性能的影响

采用60g/L水性聚氨酷对纯棉机织物进行整理，焙烘温度为160℃，改变焙烘时间，测试纯棉机织物的白度、断裂强力和弹性回复角。

(1)焙烘时间对织物白度的影响

随着焙烘时间的延长，织物白度逐渐下降。当焙烘时间超过3min时，白度下降明显。水性聚氨醋在合成过程中添加有三乙胺、乙二胺等助剂，这些助剂带有氨基，很容易造成织物泛黄。因此，在考虑焙烘时间时，既要让整理剂充分渗人纤维内部，也要注意保持织物良好外观。

(2)焙烘时间对织物断裂强力和弹性回复角的影响

大于Imin时，随焙烘时间的增加，乳液分子与纤维的交联程度提高，在织物内部的分布也更加均匀，抵抗外力的作用也愈大，因而织物强力回升，弹性回复角延长;焙烘时间继续增大，此时乳液分子与纤维已充分交联，对整理织物的强力与弹性回复角改善不大，反而会对织物有所损伤。因此，选择焙烘时间为3min。

结论：

随着水性聚氨酷整理剂用量的增加，棉织物的弹性回复角提高，白度呈下降趋势，断裂强力变小。当聚氨醋用量为60叭时，整理织物的性能较佳。整理的焙烘温度增加，织物白度有所下降，弹性回复角提高，断裂强力先提高后减少。当焙烘温度为160℃时，整理织物的白度、断裂强力和弹性回复角都较好。

参考文献：

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[2]王海峰，武迪，张小玲，陈颖，徐锦锦，管永华.有机硅嵌段水性聚氨酯整理剂的合成和应用[J].印染，2017，43(03):37-40.

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