有机硅改性水性聚氨酯乳液精科仪器研究结果

2014-10-14 22:41:52

[导读] 由图1 可知,1 724 cm-1 附近的单吸收峰为C O伸缩振动峰,1 463 cm-1 附近的吸收峰是—CH2 伸缩振动峰,1 267 cm-1 为—CH3 伸缩振动峰,1 248 cm-1为酯基中的C—O 伸缩振动峰,805 cm-1 为Si—CH3摇摆振动吸收峰,说明合成使用的多元醇是聚碳酸亚丙酯二元醇。

结果与讨论

2.1 红外光谱

由图1 可知,1 724 cm-1 附近的单吸收峰为C O伸缩振动峰,1 463 cm-1 附近的吸收峰是—CH2 伸缩振动峰,1 267 cm-1 为—CH3 伸缩振动峰,1 248 cm-1为酯基中的C—O 伸缩振动峰,805 cm-1 为Si—CH3摇摆振动吸收峰,说明合成使用的多元醇是聚碳酸亚丙酯二元醇。

4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500

波数/cm-1图1 未经有机硅改性的水性聚氨酯由图1 与图2 可知,—NCO 的特征峰已基本消失,而通常在2 273 cm-1 附近为—NCO 的伸缩振动

峰,表明—NCO 基团在改性前后已基本完全参与了反应,没有残留。对比图1 与图2 可知,2 张图有相似的特征峰,且特征峰的位置基本没有太大变化,3 450 cm-1 处为羟基O—H、仲氨基N—H 的伸缩振动吸收峰;C O 的伸缩振动峰出现在1 724 cm-1 附近,在1 542 cm-1 处出现了CO—NH 中NH 的变形振动峰,这些峰的出现表明合成产物中存在氨基甲酸。

图2 经有机硅改性的水性聚氨酯

4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 5001 612 cm-1 附近的吸收峰表明有—NH—CO—NH—结构,2 908 cm-1 处是CH 的伸缩振动峰,表明异氰酸酯基于伯胺基反应生成脲基;同时,在2 964cm-1、2 922 cm-1、1 463 cm-1、1 267 cm-1 附近出现的吸收峰为硅油中聚醚链段和脂肪族异氰酸酯中CH2与CH3 的特征峰;805 cm-1 左右为Si—CH3 的摇摆振动吸收峰;1 248 cm-1 左右是酯基中C—O 的伸缩振动峰与Si—CH3 的弯曲振动峰的重合。对比2 张红外光谱图,随着三元嵌段硅油的加入,硅氧烷链段在分子胶膜表面富集,1 099 cm-1 附近的吸收峰归属于Si—O—Si,1 048 cm-1 附近的吸收峰归属于C—O—C,这2 个吸收峰明显变强;1 724cm-1 处C O 的伸缩振动峰吸收强度不及1 248 cm-1左右的Si—CH3 弯曲振动峰,805 cm-1 处的Si—CH3摇摆振动吸收峰随着三元嵌段硅油的加入明显变得尖锐。从红外光谱结果可以看出,成功地在水性聚氨酯大分子中接入了有机硅链段,合成了预期的分子结构。

2.2 整理剂应用效果

由表1 可以看出,自制抗起毛起球剂比市售抗起毛起球剂的手感、抗起毛起球性能好。可能原因是接入硅油的抗起毛起球剂不仅可以在羊绒针织物纤维表面形成网状结构的薄膜,并且膜的完整性、弹性、强力等较高,整理剂不仅在纤维表面包裹成膜,还可以渗入到纤维和织物组织的内部,从而减小了纤维间的定向摩擦效应并使纤维末梢可以粘附于纱线上,提高了织物的抗起毛起球性能。硅油中所含的Si—O键可以使整个大分子链围绕其旋转,增加了分子链的柔顺性,提高了整理织物的手感。表1 织物手感及抗起毛起球性能整理剂抗起毛起球性/ 级手感/ 级

1 2~3 2

2 3~4 3~4

3 3~4 4

4 3~4 5

5 3 2未整理织物1~2 2注:整理剂1 为聚碳酸亚丙酯二醇水性聚氨酯接硅油  含量0%;2 为聚碳酸亚丙酯二醇水性聚氨酯接硅  油含量20%;3 为氨基硅油;4 为三元嵌段硅油;  5 为市售抗起毛起球剂。

2.3 织物表观形态

由图3 可以看出,相对于未整理织物,整理后羊绒纤维表面均覆盖一层薄膜,纤维表面的鳞片层在一定程度上被整理剂包覆,这主要是因为整理剂在纤维表面形成的网状大分子薄膜使鳞片贴附于纤维,有效地降低了纤维鳞片层间的定向摩擦效应,提高了织物抗起毛起球性。未整理合成整理剂整理市购整理剂整理图3 整理前后织物的表观形态

3 结论

(1)红外光谱结果表明,在水性聚氨酯大分子中成功接入了有机硅链段,合成了预期的分子结构。

(2)自制有机硅聚氨酯共聚物整理剂相对于传统单纯树脂整理或硅油整理,抗起毛起球效果提高了1~2 级,且经其整理后羊绒针织物的手感也有所改善。