短氟碳鏈聚合物的合成及其在棉織物上的應(yīng)用.pdf

1、含氟整理劑在紡織品的功能整理領(lǐng)域被廣泛的用來(lái)賦予紡織品拒水拒油等防護(hù)性能，這些含氟整理劑大多含有全氟烷基(CnF2n+1，n=8-10)，這些長(zhǎng)氟碳鏈基團(tuán)在降低表面自由能、改善表面的疏水疏油性能方面具有很好的作用。但是長(zhǎng)氟碳鏈化合物在自然環(huán)境中難以降解，在人體內(nèi)、動(dòng)植物體內(nèi)長(zhǎng)期蓄積，并有潛在的致癌作用。一些長(zhǎng)氟碳鏈的小分子表面活性劑如全氟辛基磺酰基類(lèi)化合物(PFOS)和全氟辛酸銨(PFOA)等在國(guó)際社會(huì)中的應(yīng)用已經(jīng)受到了限制。隨著人們對(duì)

2、這類(lèi)問(wèn)題的日益關(guān)注，現(xiàn)有含長(zhǎng)氟碳鏈的功能整理劑在市場(chǎng)上的應(yīng)用也將會(huì)受到越來(lái)越多的限制，所以尋找具有相同降低表面自由能的功能又不含有長(zhǎng)氟碳鏈段的功能高分子是一項(xiàng)非常有意義的研究工作。短氟碳鏈化合物經(jīng)研究認(rèn)為在環(huán)境中能降解，并且沒(méi)有長(zhǎng)氟碳鏈的毒性，因此，本文從以下兩方面入手，對(duì)短氟碳鏈整理劑的合成和應(yīng)用進(jìn)行了探討。 一方面，我們從廉價(jià)的三溴新戊醇出發(fā)，經(jīng)關(guān)環(huán)反應(yīng)得到二溴代環(huán)氧丁烷1，在相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB存在下與含氟醇反應(yīng)得到含短氟

3、碳鏈的環(huán)氧丁烷單體2。在BF3·Et2O與新戊二醇或甲醇的復(fù)合催化下，單體2開(kāi)環(huán)聚合得到含氟聚醚一元醇3和二元醇4，經(jīng)測(cè)定羥基值分別為20～25mgKOH/g和39.14mgKOH/g。含氟聚醚二醇4與IPDI聚合得到異氰酸酯封端的預(yù)聚體9，然后分別經(jīng)DETA和DMPA擴(kuò)鏈得到含有活性基團(tuán)的聚氨酯5和8。最后分別用全氟聚醚酰氟6和含氟聚醚一元醇3接枝改性得到含氟聚醚接枝改性水性聚氨酯整理劑CFPU和AFPU。 另一方面我們以季戊

4、四醇三烯丙基醚(APE)10與全氟烷基碘為原料，在連二亞硫酸鈉、碳酸氫鈉存在下通過(guò)自由基加成，氫化鋁鋰還原脫碘得到多全氟鏈烷基醇：季戊四醇三(3-全氟烷基丙基)醚(TFPE)．并以TFPE為氟化單元合成了含氟聚丙烯酸酯乳液(FPA)和氟硅聚氨酯乳液(SiFPU)． 最后我們將整理劑CFPU、AFPU、FPA和SiFPU分別配制一定濃度的整理液，通過(guò)傳統(tǒng)的浸軋烘焙整理工藝，用于棉織物的后整理。經(jīng)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，由SiFPU和AFPU整

5、理后的棉織物具有良好的拒水性能，接觸角分別達(dá)到153°和148°。經(jīng)CFPU和FPA整理后的棉織物拒水效果一般，接觸角分別為125°和135°。其中只有經(jīng)SiFPU整理后的織物具有2級(jí)的拒油效果。另外我們對(duì)整理后的織物進(jìn)行了撕破強(qiáng)力、耐水洗性、靜水壓和白度測(cè)試，討論了交聯(lián)劑、焙烘溫度及整理劑濃度對(duì)拒水拒油性能的影響，并通過(guò)XPS和SEM對(duì)整理后織物表面進(jìn)行了研究。最后通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)SiFPU的綜合性能最佳，AFPU其次，CFPU和FPA綜