羧基改性聚硅氧烷的合成和表征全文畢業(yè)論文

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1、新型羧基改性聚硅氧烷的合成和表征摘要聚硅氧烷，界面性能優(yōu)異，易成膜，附著在纖維基質(zhì)表面，有修飾、修復(fù)、美化纖維觀感與觸感、改善其功能的作用。但近年來，單一功能的聚硅氧烷已很難滿足紡織工業(yè)多元化風(fēng)格整理的需求，多組分復(fù)配則成為解決這一問題的有效途徑。羧基聚硅氧烷常作為一個基元用于反電荷自組裝法構(gòu)筑超疏水表面，具有成本低、簡便快捷、無污染、對基底無特殊要求等特點，因而在仿生超疏水表面的研究領(lǐng)域內(nèi)備受關(guān)注。故合成一種新型羧基改性聚硅氧烷具有重要意義。本課題先通過D4、MM、D3F、和氨基硅烷等的本體聚合反應(yīng)制備含氨基及三氟丙基的系列聚硅氧烷（FRASO），然后在催化劑作用下，使聚硅氧

2、烷側(cè)鏈氨基與馬來酸酐作用，將羧基引入聚硅氧烷側(cè)鏈制得新型羧基改性聚硅氧烷（FRCAS）。用非離子表面活性劑T-99對FRASO及FRCAS進(jìn)行乳化，并分別將其用于織物整理中。用紅外光譜儀（FT-IR）、核磁共振儀1H-NMR、Zeta電位儀等儀器對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及乳液物化性能進(jìn)行表征和測試。結(jié)果表明，F(xiàn)RASO、FRCAS與預(yù)先設(shè)計的分子結(jié)構(gòu)一致。FRCAS乳液平均粒徑為101.5nm，粒徑分布窄。Zeta電位為-43.6mV，乳液穩(wěn)定性強?？椢锝?jīng)整理后，柔軟度和白度均有所提高，具有一定的疏水性，F(xiàn)RCAS處理過的織物疏水性明顯低于FRASO處理過的織物。關(guān)鍵詞:羧基硅，疏水性，氨基

3、硅，織物整理目錄摘要IABSTRACTII1文獻(xiàn)綜述11.1有機(jī)硅整理劑11.1.1有機(jī)硅用作織物整理的依據(jù)11.1.2有機(jī)硅整理劑的種類11.1.3有機(jī)硅整理劑的發(fā)展概況31.2羧烴基聚硅氧烷41.2.1羧烴基聚硅氧烷的合成41.2.2羧烴基聚硅氧烷的應(yīng)用51.3長碳鏈烷基聚硅氧烷61.3.1長碳鏈烷基聚硅氧烷的合成61.3.2長鏈烷基聚硅氧烷的應(yīng)用71.4超分子組裝71.5課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀81.6本課題研究的目的和意義82實驗部分102.1實驗原料及設(shè)備102.1.1試劑102.1.2實驗設(shè)備102.2氨基硅和羧基硅的合成112.2.1實驗原理112.3FRASO和FR

4、CAS的乳化122.3.1FRASO的乳化122.3.2FRCAS的乳化122.4FRASO和FRCAS的應(yīng)用122.4.1FRASO和FRCAS在纖維表面的固定122.5FRASO和FRCAS的結(jié)構(gòu)表征及其物化性能的測定122.5.1結(jié)構(gòu)表征122.5.2物化性能測試122.6在布樣上的應(yīng)用性能測試133結(jié)果與討論143.1關(guān)于FRASO和FRCAS的制備143.1.1溫度的選擇143.1.2平均分子量(黏度)的控制143.1.3羧值的控制143.1.4FRASO和FRCAS中烷值的控制143.2結(jié)構(gòu)表征與物化性能153.2.1FRASO的結(jié)構(gòu)表征153.2.2FRCAS的結(jié)

5、構(gòu)表征163.3FRASO和FRCAS的物化性能183.3.1FRASO和FRCAS黏度183.3.2FRCAS乳液粒徑和電位分布測試結(jié)果183.4FRASO和FRCAS的應(yīng)用性能194結(jié)論22致謝23參考文獻(xiàn)241文獻(xiàn)綜述1.1有機(jī)硅整理劑1.1.1有機(jī)硅用作織物整理的依據(jù)聚硅氧烷俗稱有機(jī)硅，其基本結(jié)構(gòu)單元是由硅－氧鏈節(jié)構(gòu)成的，側(cè)鏈則通過硅原子與其他各種有機(jī)基團(tuán)相連[1]。由于有機(jī)硅結(jié)構(gòu)中既含有“有機(jī)基團(tuán)”，又含有“無機(jī)結(jié)構(gòu)”，這種特殊的組成和分子結(jié)構(gòu)使它集有機(jī)物的特性與無機(jī)物的功能于一身，如較好的耐溫性，耐候性，生理惰性及低表面張力和低表面能。這樣優(yōu)異的性能使其在航空、建筑

6、、電子、皮革、紡織等行業(yè)有很廣泛的應(yīng)用[2-3]。有機(jī)硅應(yīng)用較廣的是作為織物整理劑[4]。有機(jī)硅固有表面張力低，在親水性纖維表面容易鋪展成膜的特性，包裹在纖維表面既能有效降低纖維表面的摩擦系數(shù)，又能使纖維在微小外力的作用下發(fā)生相對滑動，從而表現(xiàn)出柔軟特性。所以有機(jī)硅整理后的織物，柔軟、滑爽、彈挺、抗皺，透氣性良好，而且化纖織物有仿棉、仿麻或仿絲綢效應(yīng)。有機(jī)硅還具有無毒無味、生物相容性好、無皮膚致敏性、生理惰性強、獨特的溶液滲透性、各種物理化學(xué)性能穩(wěn)定、對環(huán)境無害等諸多優(yōu)點，因而是生態(tài)環(huán)保型紡織品后整理的理想原料。1.1.2有機(jī)硅整理劑的種類有機(jī)硅整理劑按其結(jié)構(gòu)可分為三大類[5]

7、，即非活性有機(jī)硅整理劑、活性有機(jī)硅整理劑和改性有機(jī)硅整理劑。(1)非活性有機(jī)硅整理劑此類整理劑主要為二甲基硅油類，可賦予織物較好的柔軟性和耐熱性。由于結(jié)構(gòu)中不含活性基團(tuán)，整理織物時，自身不能發(fā)生交聯(lián)，與纖維不起化學(xué)反應(yīng)，因而賦予織物懸垂性和耐洗性差。(2)活性有機(jī)硅整理劑這類整理劑主要為羥基硅油乳液和含氫硅油乳液，在金屬催化劑存在下能在織物表面形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使織物具有很好的柔軟性和耐洗性。(3)改性有機(jī)硅整理劑改性有機(jī)硅整理劑（功能性聚硅氧烷）是在聚硅氧烷分子上引入其他官能團(tuán)，從而賦予織