聚硅氧烷靜電自組裝及其應(yīng)用性能研究.pdf

1、目前，自組裝技術(shù)發(fā)展迅速，在構(gòu)筑超分子體系、超疏水界面、特種織物材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。關(guān)于自組裝的構(gòu)筑方式、成膜形貌及機(jī)理已受到廣大學(xué)者越來(lái)越多地關(guān)注。聚硅氧烷由于在織物后整理方面可顯示出獨(dú)特的平滑、柔軟、抗皺、防水等整理風(fēng)格和品質(zhì)，成為織物整理劑必不可少的重要組分。基于此，本文合成了一種新型長(zhǎng)鏈烷基和哌嗪基改性聚硅氧烷，對(duì)分子結(jié)構(gòu)、合成條件、成膜形貌和機(jī)理及在棉織物上的應(yīng)用性能進(jìn)行測(cè)試表征；并以靜電自組裝為理論指導(dǎo)，制備了基于反電荷靜電

2、復(fù)合乳液，對(duì)其形貌及應(yīng)用性能進(jìn)行了測(cè)試討論。具體研究工作如下：
　　 (1)以八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(GP-108)、十二烷基甲基二甲氧基硅烷(HD-109)等為原料，本體聚合制備了新型長(zhǎng)鏈烷基和哌嗪基改性聚硅氧烷(LPSO)，運(yùn)用紅外光譜(IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)等儀器對(duì)其結(jié)構(gòu)、物化性能、合成條件進(jìn)行測(cè)試表征。結(jié)果表明：合成產(chǎn)物與目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)相一致；較優(yōu)的合成條件為：催化劑THMA

3、含量0.1％，反應(yīng)溫度110～120℃，反應(yīng)時(shí)間7～8h，GP-108水解物的含量4～5％，該工藝制得的產(chǎn)品LPSO外觀無(wú)色透明、流動(dòng)性較好。
　　 (2)以LPSO為成膜物質(zhì)，選用天然棉纖維作為載膜基底，運(yùn)用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、接觸角測(cè)量?jī)x等儀器對(duì)硅膜樣品表面的成膜形貌、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試表征。結(jié)果表明：FESEM指出LPSO在棉纖維基質(zhì)上的成膜性能較好，賦予了織物平整光滑的形貌；

4、ATR譜圖存有LPSO分子結(jié)構(gòu)的特征峰；接觸角為80.6°。成膜機(jī)理為長(zhǎng)鏈烷基朝向外側(cè)，陽(yáng)離子哌嗪基指向基質(zhì)表面。
　　 (3)運(yùn)用透射電子顯微鏡(TEM)、納米粒度及Zeta電位分析儀等儀器對(duì)LPSO乳液的物化性能、乳膠粒形態(tài)、應(yīng)用性能進(jìn)行測(cè)試表征。結(jié)果表明：采用轉(zhuǎn)相乳化法，AEO3與AEO9的質(zhì)量比為1:1，復(fù)合乳化劑含量40％，醋酸含量4.0％時(shí)，制得的微乳液外觀透明，乳膠粒呈圓球狀，分散均勻，平均粒徑為80nm，Zeta

5、電位+30.21mV，物化性能穩(wěn)定。棉織物后整理的最佳工藝為：氨值0.6～0.8mmol/g、黏度400～500mPa·s、乳液用量1.5g/150mL水、烘焙溫度為170℃，烘焙時(shí)間為60s，一浸一軋方式，經(jīng)其整理的棉織物應(yīng)用效果較佳且具有軟滑、蓬松增厚的手感。
　　 (4)依據(jù)靜電自組裝理論，將LPSO微乳液和羧烴基聚硅氧烷CAS微乳液復(fù)配，得到LPSO/CAS靜電復(fù)合乳液，運(yùn)用TEM、納米粒度及Zeta電位分析儀等儀器對(duì)其

6、粒徑及分布、應(yīng)用性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明：復(fù)合乳液外觀無(wú)色透明，粒徑分布40-200nm，Zeta電位為+72.43mV；共混方式對(duì)復(fù)合乳液的物化性能產(chǎn)生影響，滴加共混的復(fù)合乳液粒徑分布變大，Zeta電位降低。
　　 (5)運(yùn)用電腦測(cè)控柔軟度儀、FESEM、原子力顯微鏡(AFM)等對(duì)LPSO/CAS乳液的應(yīng)用性能、成膜形貌進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明隨著體系中CAS乳液含量的增加其整理織物的親水性能和白度逐漸提升，而LPSO乳液含量的增加有