聚醚嵌段聚硅氧烷的合成及其構(gòu)筑的超分子基礎(chǔ)研究.pdf

1、有機(jī)硅柔軟劑已經(jīng)成為紡織行業(yè)中最重要的柔軟整理劑之一。氨基改性聚硅氧烷柔軟劑在紡織行業(yè)較為常用,經(jīng)其整理的織物具有良好的柔軟、平滑效果,但由于其疏水性較強(qiáng),在一定程度上限制了其使用范圍。聚醚聚硅氧烷分子用于織物的后整理,能提供織物良好的柔軟性,理想的吸濕性以及抗靜電性,但在柔軟性和耐洗性方面應(yīng)用效果欠佳。為此,本課題以超分子理論為指導(dǎo),通過氨基聚硅氧烷(ASO-1)和羧基化聚醚有機(jī)硅(CPES)分子中的氨基和羧基問的靜電或氫鍵作用力,使

2、ASO-1、CPES以一定的方式在棉纖維表面聚集、組裝形成超分子膜,以實(shí)現(xiàn)柔軟性和親水性的集成和調(diào)節(jié)。用X射線光電子能譜(XPS)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、原子力顯微鏡(AFM)等儀器研究了超分子膜的形貌及其對織物性能的影響。此外,還設(shè)計(jì)合成了一種線性氨基聚醚有機(jī)硅,并對其膜形貌及應(yīng)用性能進(jìn)行了研究。
　　 1)以含氫硅油(PHMS)、烯丙基聚醚(F-6)及馬來酸酐(Man)為原料合成了羧基化聚醚聚硅氧烷(CPES)。用I

3、R、1H-NMR對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確認(rèn)。同時(shí)對其反應(yīng)條件進(jìn)行了探討。合成中間體羥基封端的聚氧丙烯聚氧乙烯氧丙基-b-聚二甲基硅氧烷(PESO)時(shí),催化劑用量為0.0006％,反應(yīng)溫度為80～85℃時(shí),得到產(chǎn)物外觀最澄清透明,反應(yīng)時(shí)間也較適中。
　　 用ATR、XPS、FESEM、AFM等對CPES在纖維表面的成膜性、膜形貌及應(yīng)用性能進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示,CPES可在纖維表面形成相對均勻平滑的有機(jī)硅膜,該膜能有效增加織物的柔軟性,降低

4、棉織物的彎曲剛度,同時(shí)能改善織物表面的吸濕性。
　　 2)在乙酸乙酯溶劑中,以ASO-1和CPES為基元,在100％棉纖維及單晶硅片上構(gòu)筑ASO-1/CPES超分子膜。用ATR和XPS對纖維上ASO-1/CPES超分子膜進(jìn)行了確認(rèn)。FESEM圖片表明,ASO-1/CPES超分子膜確實(shí)使棉纖維表面變得平整、光滑。AFM表明其表面不僅有眾多細(xì)小亮斑存在,而且還分布有一定數(shù)目環(huán)形亮斑狀的分子聚集體。
　　 經(jīng)聚硅氧烷超分子AS

5、O-1/CPES處理的織物柔軟性、白度、親水性,均要比ASO-1單獨(dú)整理的織物好。但在CPES與ASO-1的質(zhì)量比是2:1時(shí)柔軟度最佳。此外,以黏度為3650 mPa-s、氨值為0.9 mmol/g的ASO-1用作ASO-1/CPES超分子膜構(gòu)筑單元,有利于織物柔軟性和親水性的提高。
　　 3)通過分子設(shè)計(jì)理論,以PESO、環(huán)氧氯丙烷、乙二胺合成了線性氨基改性聚醚有機(jī)硅(BPEAS)。經(jīng)IR和1H-NMR對合成的.BPEAS的結(jié)

6、構(gòu)進(jìn)行了確認(rèn),結(jié)果符合預(yù)期設(shè)計(jì)。以乙酸乙酯為溶劑,將BPEAS在棉纖維及單晶硅片上制備自組裝膜,通過XPS、FESEM、AFM對其膜形貌進(jìn)行研究。FESEM照片表明,BPEAS自組裝膜確實(shí)使棉纖維表面變得平整、光滑。AFM圖片顯示,在單晶硅片上,聚醚鏈段呈峰狀突起,從而使其處理后的自組裝膜親水性較好。
　　 BPEAS可以明顯提高棉織物的柔軟性和親水性?？椢锏娜彳浶噪SBPEAS黏度增大而增加。當(dāng)氨值為0.3 mmol/g、pH值