论文部分内容阅读
氨基/聚醚嵌段型硅油目前被广泛地用作有机硅织物柔软整理剂,相比于传统的氨基硅油,它具有更优异的乳化性能,可以赋予织物良好的综合性能,尤其是织物的亲水性。因此,本文的研究对象就是氨基/聚醚共改性嵌段型硅油,目标是希望其处理的织物在获得柔软性的同时,能保持较好的白度与亲水性。主要合成了哌嗪/聚乙二醇共改性硅油(PTSO-PEG)和哌嗪/聚醚共改性硅油(PHMS-APE-P)。硅油及中间产物的结构通过GPC,1HNMR, FTIR和TGA进行分析确认。将硅油乳化并应用于棉织物的整理中,测试分析了织物的性能(柔软性、白度与亲水性)及膜形貌。第二章讨论了哌嗪/聚乙二醇共改性硅油,实验发现经PTSO-PEG整理后的棉织物具有较好的综合性能,尤其是白度和亲水性,明显优于端氨丙基硅油(ATSO)处理织物。对于织物的柔软性,虽然ATSO处理织物略优于PTSO-PEG,但是可以通过调节PTSO-PEG中聚硅氧烷与聚乙二醇链段的比例来达到相当的效果。通过SEM及AFM来表征分析硅油分子处理表面的形貌,并结合织物的应用性能,分析认为,哌嗪基团和聚乙二醇链段均可以减弱聚硅氧烷链段带给织物的疏水效应,而织物的柔软性需要通过合适的聚硅氧烷链段长度来弥补。但是PTSO-PEG在合成方法上存在不足之处,哌嗪双封头的合成比较繁琐,在实际生产应用中存在一定的限制。因此,本文又设计了其他方案,选用了市场中常用的原料,即为第三章内容。第三章讨论了哌嗪/聚醚共改性硅油,首先合成端含氢硅油,再将其与烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯缩水甘油醚发生硅氢加成反应引入聚醚链段,最后再与哌嗪反应得到产物。此外,还制备了几种氨基硅油进行对比分析,分别为侧链型的N-p-氨乙基γ-氨丙基硅油(AASO),端基型的端氨丙基硅油(ATSO)和主链型的哌嗪改性硅油(PHMS-AGE-P)。实验结果发现:哌嗪/聚醚改性硅油,哌嗪改性硅油和端氨丙基硅油均易被乳化成澄清透明的乳液,粒径小于100 nm,而N-p-氨乙基γ-氨丙基硅油的乳化性能相比于前三者要差一些,只能得到乳白色的乳液,平均粒径在335nm。本文分析认为,除了亲水性的聚醚链段外,氨基基团的均匀分布也有利于硅油的乳化性能。因为N-β-氨乙基-γ-氨丙基硅油中氨基基团呈无规分布,所以乳化性能稍差一些,而另外三种硅油分子中氨基基团分布相对均匀一些。在棉织物的整理性能方面,哌嗪/聚醚改性硅油处理的织物具有最佳的吸水性和亲水性,而哌嗪改性硅油和N-β-氨乙基γ-氨丙基硅油处理的织物表现出较强的疏水性。样品的柔软性差别主要受到聚硅氧烷链段长度的影响;白度的差别主要受到氨基含量的影响。当控制哌嗪/聚醚改性硅油中聚硅氧烷链段部分分子量为1万左右时,经其处理的织物具有较好的综合性能。