水性聚氨酯在紡織整理中的應(yīng)用

《水性聚氨酯在紡織整理中的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、水性聚氨酯及其在紡織整理加工中的應(yīng)用摘要：介紹了水性聚氨酯類染整助劑的分類和常用制備方法。綜述了水性聚氨酯在紡織行業(yè)中的應(yīng)用，介紹了水性聚氨酯作為防水透濕涂層劑、羊毛防縮整理劑、抗起球起毛劑、免燙整理劑、印花涂料、抗靜電整理劑、固色劑的應(yīng)用進(jìn)展，并指出了新型聚氨酯的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：水性聚氨酯；染整助劑；制備；應(yīng)用聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱(Polyurethane，簡稱PU)。是加聚反應(yīng)而成的嵌段高聚物，以具柔性和彈性的聚醚或聚酯為軟段，以具剛性和硬度的氨基甲酸酯為硬段，含有相當(dāng)數(shù)量氨酯鍵的高分子化合物［1］。聚氨酯作為紡織品整理劑最早出現(xiàn)在歐洲，通常為溶劑型產(chǎn)品，與交聯(lián)劑、涂料拼混用于紡

2、織品的涂層。近年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和各國環(huán)保立法的出臺(tái)。水性聚氨酯正逐步取代溶劑型聚氨酯，特別是歐美和日本，相繼開發(fā)了系列產(chǎn)品。目前，水性聚氨酯已經(jīng)成功地應(yīng)用于紡織印染行業(yè)，實(shí)踐表明，它能夠賦予織物優(yōu)良的柔軟度、豐滿感、耐洗、耐磨、回彈性好、爽滑、手感好、抗靜電等，所以，水性聚氨酯在紡織行業(yè)中的研究開發(fā)和應(yīng)用得到廣泛而迅速的發(fā)展。聚氨酯的開發(fā)與生產(chǎn)可追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間。水性聚氨酯最由著名科學(xué)家SchlackP于1942年首先通過外加乳化劑強(qiáng)制分散而制備［2］，首次工業(yè)化生產(chǎn)于1967年，1972年拜耳公司率先開發(fā)了用作皮革涂飾的聚氨酯水乳液。數(shù)十年來，歐美和日本對(duì)水性聚氨酯的研

3、制開發(fā)非常重視，現(xiàn)今已有很多種類的水性聚氨酯產(chǎn)品，成功應(yīng)用于紡織、印染、皮革加工、涂料、膠黏劑、木材加工、建筑、造紙等行業(yè)。我國水性聚氨酯的開發(fā)應(yīng)用與國外相比，尚存在相當(dāng)大的差距。近年來，有東華大學(xué)研制開發(fā)的Y503、Y504兩種自交聯(lián)水性聚氨酯涂層劑［3］，江蘇石油化工學(xué)院研制的陰離子型聚氨酯乳液，煙臺(tái)市化工研究所、安徽大學(xué)等單位都采用了不同的工藝路線合成了不同用途的水性聚氨酯，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中取得了一定的效果。但國內(nèi)的水性聚氨酯產(chǎn)品，特別是應(yīng)用紡織品印染加工中的產(chǎn)品品種少，性能質(zhì)量還不穩(wěn)定，致使許多相關(guān)行業(yè)長期依賴進(jìn)口，特別是印染行業(yè)，絕大部分都是從日、美、歐洲等國家進(jìn)口。1水性聚氨酯

4、整理劑分類根據(jù)分子粒子在水中的分散程度不同,水性聚氨酯分為乳液、水分散體、水溶性等3種,表1列示了3種水性聚氨酯的特性。表1各類水性聚氨酯特性乳液水分散體水溶液外觀不透明呈現(xiàn)光散射半透明呈現(xiàn)光散射透明無光散射粒子大小/μm>0.10.02一0.1<0.005分子量100000020000-20000020000-60000粘度低，與聚合物分子量無關(guān)較粘，有時(shí)受分子量影響特別取決于聚合物分子量由表l可見，水性聚氨醋的粒徑很小，水分散性強(qiáng)。所以整理后的織物手感細(xì)膩粘附性好。根據(jù)引入親水基團(tuán)帶電性的不同水性聚氨醋又可分為非離子、陰離子、陽離子、兩性離子型等4種。親水基團(tuán)是梭基與磺酸基時(shí),所得到的乳

5、液為陰離子型；親水基團(tuán)是叔胺基時(shí),則為陽離子型；親水基團(tuán)為水溶性的聚氧化乙烯二醇或采用含氧化乙烯鏈的親水性共聚醚時(shí)則為非離子型；兩性離子型則為羧基或磺酸基與叔胺基并存。另外,水系聚氨酯又有反應(yīng)型和非反應(yīng)型之分,雖然它們的共同特點(diǎn)是分子結(jié)構(gòu)中含有異氰酸酯基,但前者是用封閉劑將異氰酸酯基暫時(shí)封閉,在紡織品整理時(shí)復(fù)出,相互交鏈反應(yīng)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而固著在織物表面。根據(jù)乳化系列分類,水性聚氨酯可分為外乳化型和自乳化型。外乳化型又稱為強(qiáng)制乳化型,系將疏水性聚氨酯用外加乳化劑強(qiáng)制乳化而成。自乳化型又稱內(nèi)乳化型,在制備時(shí)不必另加乳化劑,而是采用稱為內(nèi)乳化劑的親水性單體,賦予聚氨酯若干親水基團(tuán),使其自行乳化

6、而成水性產(chǎn)品。按固化特性分類,聚氨酯可分為熱固性和熱塑性；按低聚物多元醇分類,可分為聚酯型和聚醚型;按異氰酸酯的母體結(jié)構(gòu),可分為脂肪族和芳香族；按整理功能可分為水性聚氨酯防皺劑、固色劑、膠粘劑、防水透濕涂層劑、仿麂皮整理劑及抗靜電劑等。2水性聚氨酯的制備和改性2.1水性聚氨酯的制備制備水性聚氨酯目前所采取的方法就是將異氰酸酯基降低活性或在分子鏈中引入親水基團(tuán)，可以從陰離子、陽離子和非離子型產(chǎn)品三個(gè)方面來展開研究:2.1.1陽離子型通過陽離子擴(kuò)鏈反應(yīng)，形成聚氨酯高分子預(yù)聚體［4］，引入反應(yīng)性活性基團(tuán)，經(jīng)過亞硫酸氫鈉封端和乳化形成分散乳液，能夠解封后與織物及染料等陰離子基團(tuán)反應(yīng)，可用于高性能固色

7、劑、耐久性彈性整理劑等。2.1.2陰離子型利用聚醚多元醇，經(jīng)過擴(kuò)鏈反應(yīng)后，形成多維高分子水分散物［5］，整理時(shí)在纖維內(nèi)外部形成沉淀，能夠與織物及表面其他結(jié)構(gòu)形成網(wǎng)狀交聯(lián)，改善纖維內(nèi)部、外部結(jié)構(gòu)，可以用于改善織物服用性能，抗起毛起球、耐水洗、形狀記憶等功能。2.1.3非離子型主要是要合成具有耐久性的親水性高分子物［6］，可以用于織物親水性能改性，使滌綸等原來疏水的纖維織物具有親水性和抗靜電性，可以用于耐久性的織