硅丙核壳乳液的合成及应用研究-纺织工程(染整)专业论文.docxVIP

硅丙核 硅丙核壳乳液的合成及应用研究 I I 硅丙核壳乳液的合成及应用研究 摘 要 核壳乳液聚合是种子乳液聚合的发展。若种子聚合和后继聚合采 用不同的单体，则形成核壳结构的胶粒，在核与壳的界面上形成接枝 层，增加两者之间的相容性和粘结力，提高力学性能。因此核壳乳液 聚合法的应用近年来备受人们的关注。涂料印花是借助高分子粘合剂 在织物上形成薄膜，从而把颜料固着在织物上的一种印花方法。现阶 段国内用于涂料印花的粘合剂绝大部分是聚丙烯酸酯类粘合剂，但普 遍存在手感硬、光泽度不高、摩擦牢度低等问题，而有机硅柔性和疏 水性能都比较好，故本文采用柔性和疏水性较好的高分子的长链硅氧 烷对丙烯酸酯进行改性，采用核壳乳液聚合的方法，以改善胶膜的耐 水性能和力学性能，从而实现涂料印花织物的手感和牢度的完美统 一。 本文首先合成了聚丙烯酸酯乳液，选择丙烯酸丁酯（BA）为软单 体，丙烯酸甲酯（MMA）、醋酸乙烯酯（VA）、苯乙烯（St）为硬单体， 丙烯酸（AA）为功能性单体，自交联单体为羟乙基丙烯酸甲酯（HEMA）， 外加交联单体为双丙酮丙烯酰胺（DAAM），采用自由基聚合的方法合 成了聚丙烯酸酯乳液。分别从软硬单体的配比、外加交联剂的用量、 聚合的最佳工艺三个方面进行了探讨，结果表明：当软硬单体的比例 为 48/42，其中三种硬单体的质量比为 1:1:1，外加交联剂的用量为 3%，引发剂 APS 用量为 0.7%，功能单体 AA 的用量为 5%，反应阶段温 度为 75-78℃，反应时间为 3h，保温熟化阶段温度为 80-83℃，熟化 时间为 1h 时，所得到的乳液稳定性和乳胶膜的各项性能良好。 本文第二部分合成了硅丙核壳乳液，选择 VP-151 即乙烯基三乙 氧基硅烷作为硅烷偶联剂，在酸性条件下乙氧基水解为羟基，与 289 II II 的端羟基发生脱水缩合反应，生成端双键的硅氧长链，作为核，聚丙 烯酸酯作为壳，采用核壳乳液自由基聚合的方法合成了硅丙核壳乳 液。分别从硅烷偶联剂的用量、硅丙比例、外加补强剂的用量三个方 面研究了其对合成乳液的稳定性及其乳胶膜性能的影响。并用红外光 谱仪、热重扫描仪和差示扫描量热仪对合成的产物进行了表征，结果 表明：当硅烷偶联剂的用量为 7%，硅丙比例为 3/7 时，合成的乳液 稳定性及乳胶膜的各项性能优良，在高硅含量下，补强剂的用量为 20%时，对其乳胶膜的力学性能有一定的提高，FT-IR 测试表明，有 机硅单体与丙烯酸酯类单体聚合生成聚合物大分子，达成了对丙烯酸 进行改性的目的。TG 测试表明，经高分子长链硅氧烷改性后，聚丙 烯酸酯胶膜的耐热稳定性明显增强。DSC 测试表明，通过硅的引入一 定程度上可以缓解聚丙烯酸酯“热粘冷脆”的现象，更好地达到改性 的目的。 本文第三部分是合成产物的应用性能研究，将合成的硅丙乳液作 为粘合剂应用于织物的涂料印花和涂层中，研究各项因素对印花效果 的影响，探讨出最佳的工艺条件为：对于深色系列，粘合剂用量为 10%，对于浅色系列，粘合剂用量为 15%，最佳焙烘温度为 160℃，最 佳焙烘时间为 3min 时，印花效果最好。交联单体的最佳用量为 3%， 同时还发现：随着所用涂料粒径的减小，印花织物的表观得色量、相 关色牢度以及手感都有所提高，将本文合成的粘合剂与市场上常用的 粘合剂进行了应用实验的比较，自制的硅丙乳液应用于涂料印花后， 织物获得了较好的耐摩擦色牢度，织物的手感和表观得色量也较其他 产品好。应用于织物涂层后，织物获得了较好的拒水效果，织物的手 感也有所改善。 关键词：核壳乳液聚合；聚丙烯酸酯；有机硅；涂料印花；粘合剂 PAGE PAGE III RESEARCH ON THE SYNTHESIS AND APPLICATION OF SILICON ACRYLIC-ACID CORE-SHELL EMULSION ABSTRACT Core-shell emulsion polymerization is the development of seed emulsion polymerization, If seed polymerization and subsequent polymerization use different monomers, It will form the colloidal particles with core-shell structure, the grafted layer is formed on the interface of the core and shell, increase the compatibility between the two and cohesive force, improve the mecha