长链烷基改性有机硅防水乳液的制备及应用

为解决目前含氟防水整理剂生物毒性及防水耐久性差等问题,制备了一种无氟环保型有机硅防水整理剂。通过将乙烯基引入有机硅大分子中,得到含双键的有机硅种子乳液,并与长链烷基甲基丙烯酸十八酯(SMA)等单体进行细乳液共聚,制备了不同有机硅含量的乳液,并将其整理到棉织物上。研究优化了乳液制备条件,考察了乳胶膜的表面能,以及整理前后棉织物的防水性能、服用性能。结果表明:当有机硅质量分数为6%时,与丙烯酸酯等单体共聚得到稳定的乳液,乳胶膜表面能最低达18.90 mN·m^(-1);将其整理在棉织物表面可形成超疏水结构,静态接触角可达151.8±0.3°,具有良好的自清洁效果,防水等级可达4~5级;经20次水洗后仍能保持较好的防水性能,50次反复摩擦后仍具有超疏水性能。

疏水改性纳米二氧化硅对无氟泡沫灭火剂性能影响

采用三甲基氯硅烷(TMCS)对二氧化硅纳米颗粒(NPs)进行改性得到疏水NPs,并将改性后的NPs添加到无氟泡沫灭火剂中,研究不同改性程度的NPs对无氟泡沫灭火剂性能的影响。利用热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)和水接触角等对不同TMCS浓度下表面疏水改性的NPs进行表征。TGA、EDX结果证实TMCS实现了对NPs的有效表面改性。水接触角测试结果表明,TMCS的质量分数为16.67%时,NPs的接触角可达150.9°。SEM分析表明NPs的分散性得到改善,改性后的NPs粒径主要分布在60~150nm之间。改性NPs对无氟泡沫溶液的发泡性、稳泡性和灭火有效性的性能影响的研究结果表明,TMCS的质量分数为13.04%时改性的NPs对泡沫的发泡性能、稳定性能和灭火有效性能有最大的提升。

耐久型水性杂化无氟防水剂的制备及其性能

针对当前无氟防水剂整理织物耐久性不佳的问题,引入低表面能聚硅氧烷链段和长碳链十六烷基,并通过对硅溶胶乳液进行氨基改性以提高有机硅改性聚氨酯有机组分和十六烷基改性硅溶胶无机组分的界面作用,制备了一种耐久型水性杂化无氟防水剂,并将其应用于涤纶/棉织物的防水整理。研究了防水剂的硅溶胶组分中氨基硅烷偶联剂质量分数、焙烘温度等因素对织物防水性能及防水耐久性能的影响,考察了防水整理织物的表面形貌及对不同液体的防水效果。结果表明:当γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)质量分数为1.5%,焙烘温度为160℃时,防水剂可在涤纶/棉织物表面形成微纳米尺寸的粗糙结构的拒水膜,水接触角可达131.8°;经20次标准洗涤后,织物的水接触角仍可维持在129°,表现出良好的耐水洗性能。

氟硅渣改性硫酸铝基无碱液体速凝剂对水泥性能的影响

本文采用氟硅渣对硫酸铝基无碱液体速凝剂进行了改性,并测试了氟硅渣改性后无碱液体速凝剂的性能指标。采用XRD、TG-DTG和SEM表征手段分析了氟硅渣改性硫酸铝基无碱液体速凝剂对水泥水化过程的作用机理。结果表明:随着氟硅渣用量的增加,砂浆的快凝效果和强度均呈先增大后减小的趋势;用氟硅渣改性无碱液体速凝剂时,氟硅渣的掺量以5.0%(质量分数)为宜,此时掺改性速凝剂水泥试件的初凝时间为1 min 20 s,终凝时间为5 min 20 s,1 d抗压强度为13.8 MPa,28 d抗压强度为52.4 MPa。氟硅渣中的二氧化硅与水泥水化产物氢氧化钙反应形成水化硅酸钙,有利于提高水泥的早期强度,但氟与氢氧化钙反应会产生大量的氟化钙沉淀,阻碍水泥水化硬化过程。

纺织品用防水剂的发展现状及趋势

防水剂在纺织品上的应用由来已久。文章主要介绍了纺织品用防水剂的发展历程、全球主要供应商现状、无氟防水剂的研究进展,同时指出了防水剂的未来开发方向。

纯棉织物雾化拒水整理工艺

具有优异防水透湿性能的功能面料受到研究者广泛关注。实验通过空气压缩雾化对商品化聚丙烯酸酯类无氟防水剂进行雾化,以真空抽吸负压气流为介质对纯棉织物进行雾化拒水整理,通过单因素分析法研究整理工艺对棉织物拒水效果的影响,并分析对比雾化拒水整理工艺与传统浸轧工艺整理后织物的拒水性能。结果表明:经整理剂质量浓度120 g/L,雾化抽吸时间6min,焙烘温度150℃,焙烘时间2 min的雾化拒水整理工艺整理后,棉织物具有良好的防水效果,水接触角可达138.3°;且经30次水洗后,织物接触角仍大于120°,具有较好的耐水洗性能;雾化拒水整理对织物透气率和透湿性影响较小,且可以显著降低织物带液率,达到节能减排的效果。

双交联长链烷烃/有机硅防水剂的制备及其耐磨性能

以十八烯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸丁酯、N-(羟甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基乙醇胺、丙烯酸和单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷(Vi-PDMS)为单体制备了无氟防水剂。采用1HNMR、凝胶渗透色谱仪、纳米粒度及电位分析仪、光学接触角仪对其进行了结构表征和性能测试。将其用于纯棉织物的整理,对整理织物的性能进行了测试。结果表明,当Vi-PDMS相对分子质量为2000、含量为单体总质量的3%、制备的无氟防水剂质量分数为10%时,整理织物的防水效果最佳。水在整理织物表面的接触角可达157°,滚动角为6°;整理织物在机械压力摩擦1000次、强酸强碱浸泡10 min、水洗5个周期后仍具有良好的疏水效果。整理前、后织物透气性变化不大,透气率分别为(697±54)和(720±35)mm/s,解决了传统涂层型防水织物疏水而不透气的问题。

食品包装用水性丙烯酸酯防油剂的制备及应用性能研究

以淀粉、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸为主要原料,通过自由基聚合法进行接枝共聚制备了水性丙烯酸酯无氟防油剂,对其化学结构、粒径、Zeta电位和成膜性进行了分析。将水性丙烯酸酯防油剂涂布在原纸上制得食品包装用防油纸,对防油纸的动态油接触角、防油防水性能、耐高温性能、抗冷冻性能和再制浆性能进行了研究。结果表明,合成的水性丙烯酸酯防油剂粒径分布均匀,稳定性良好,平均粒径和Zeta电位分别为254.2 nm和-39.74 mV;防油剂可赋予纸张优良的防油性和防水性,当涂布量为7.5 g/m^(2)时,防油等级可达10.2级,Cobb值从原纸的24.2 g/m^(2)降低至1.9 g/m^(2);且防油纸具有良好的耐高温性能、抗冷冻性能和可再制浆性能。

复合型无氟聚丙烯酸酯乳液的制备及其防水性能

针对含氟拒水整理剂存在生物毒性、耐久性较差等问题,合成了一种聚丙烯酸酯型无氟防水剂。将丙烯酸十八酯(SA)分别与丙烯酸乙基己酯(2-EHA)和甲基丙烯酸环己酯(TMCHMA)进行细乳液聚合,制备了成膜等性能不同的2种SA共聚物胶乳;2种胶乳经复合后用于织物的无氟防水整理,借助原子力显微镜观察了复合胶乳涂膜的表面形貌,研究了复合比例及用量对整理织物表面结构以及防水性的影响。结果表明:与2-EHA共聚可提高胶乳的成膜性,而TMCHMA的引入则可增强胶乳的保形性;2种胶乳复合后,在整理后的织物表面形成微纳疏水结构,整理织物的防水性能显著提升,其静态接触角最高可达152°,防水等级达到5级,经50次耐磨损测试后仍保持良好的疏水性能。

长链烷基封端树枝状无氟防水剂的制备及表征

以IPDI、DEA、TMP、PTMG1000、BDO、DMPA、TEA、1-十八醇、乙醇为原料,DBTDL为催化剂,合成了长链烷基封端的树枝状水性聚氨酯无氟防水剂,同时合成了乙醇封端的线型水性聚氨酯作为对比。通过单因素法优选出最佳的合成条件:树枝状分子支链数为24,R值1.3,TMP质量分数为0.25%,DMPA质量分数为5%。对产物的各项性能进行测试,结果表明:制备的树枝状防水剂整理织物的静态接触角为133.1°,软段Tg为42.63℃,硬段Tg为75.06℃,烘焙过程有结晶生长,胶膜起始分解温度190℃;线型分子整理织物的静态接触角102.12°,软段Tg为-21.45℃,硬段Tg为70.9℃,烘焙过程无结晶出现,胶膜起始分解温度158℃。

有机硅改性丙烯酸酯无氟防水剂的合成与应用

以丙烯酸十八酯、氯乙烯和单末端丙烯酸酯基有机硅单体为原料,通过乳液聚合法制备了有机硅改性丙烯酸酯无氟防水剂,并用于不同织物的整理。研究了有机硅单体用量对防水剂乳液稳定性、处理织物耐久防水性、手感和缝线滑移性能的影响;通过红外光谱和EDS能谱分析对无氟防水剂和整理后的织物进行表征。结果表明,有机硅单体对丙烯酸酯防水剂成功进行了化学改性,质量分数为5%时,制备的无氟防水剂具有很好的乳液稳定性,整理后织物的初期防水和耐久防水性以及手感得到明显改善,手感由3.5级提升至2.5级,缝线滑移性能有所下降,滑移量由10 mm增大至16 mm。

环保型拒水尼龙户外面料的开发

尼龙面料强力高、耐磨性好,被广泛用于箱包、帐篷等户外领域,为满足锦纶织物用于户外运动产品的特殊要求,户外面料须经过拒水整理。随着常规含氟拒水剂环保问题的日益突出,开发环保无氟拒水的尼龙户外面料迫在眉睫。对比了不同无氟拒水剂对尼龙的拒水整理效果,筛选出适合尼龙拒水整理的环保型无氟拒水剂,确定适宜的整理工艺;对拒水整理后的尼龙织物进行PU涂层,研究无氟拒水剂对织物涂层的影响;对涂层后的尼龙户外织物的耐水洗性能进行测试,结果表明:环保型拒水尼龙户外面料可以采用超支化大分子无氟拒水剂整理,当拒水剂质量浓度为60 g/L,160℃处理70 s时,尼龙织物的拒水等级可以达到90分;尼龙牛津布经超支化大分子无氟拒水剂整理对后续织物涂层无影响;经过5次水洗后布面的拒水效果仍然有80分,具有比较优异的耐水洗性。

阳离子型含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及性能

以可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合合成的聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯-b-聚丙烯酸六氟丁酯(PDMAEMA-b-PHFBA)为稳定剂,通过无皂乳液聚合技术合成了阳离子型含氟聚丙烯酸酯无皂乳液。用FTIR、1HNMR、TEM、DLS对乳胶粒子和聚合物的结构进行了表征。结果表明,当PDMAEMA-b-PHFBA的用量为总加料质量的2.4%时,乳液的稳定性好,Zeta电位达+57.8 m V,转化率达97.6%,乳胶粒具有明显的核壳结构,粒径分布指数为0.058。将阳离子型含氟聚丙烯酸酯无皂乳液用于皮革涂饰后,随着丙烯酸六氟丁酯用量的增加,涂饰后的皮革对水和二碘甲烷的接触角逐渐增加,当丙烯酸六氟丁酯用量为总单体质量的10%时,涂饰后的皮革对水的接触角为125°,对二碘甲烷的接触角为81.5°。

两亲性RAFT试剂存在下丙烯酸六氟丁酯和苯乙烯的无皂乳液聚合

合成了具有两亲性结构的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂,在RAFT试剂的作用下,通过无皂乳液聚合方法合成了丙烯酸六氟丁酯与苯乙烯的共聚物.研究了RAFT试剂浓度和聚合温度对聚合动力学、聚合反应可控性及乳胶粒粒径的影响.通过红外光谱(FTIR)、核磁共振谱(1H NMR)、示差扫描量热仪(DSC)、凝胶渗透色谱仪(GPC)及表面张力仪表征了共聚物的结构、玻璃化转变温度(Tg)、分子量和分子量分布及乳胶膜表面性能.结果表明,得到的苯乙烯和丙烯酸六氟丁酯共聚物无皂乳液的乳胶粒粒径在100 nm左右且呈单分散分布.当RAFT试剂浓度高于0.016 mol/L时聚合体系有较好的可控性.共聚物乳液的乳胶膜对水和二碘甲烷的接触角都很高.

含氟乳液纸张表面施胶剂的制备及应用研究

以全氟烷基乙基丙烯酸酯(FEA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为共聚单体,异丙醇为溶剂,偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)为水溶性引发剂,采用半连续无皂乳液聚合法制备含氟丙烯酸酯无皂乳液。系统研究了该含氟乳液作为表面施胶剂对纸张性能的影响,并通过红外光谱进行了表征,通过接触角和扫描电子显微镜进行了性能测试。结果表明,当m(St)∶m(BA)∶m(FEA)∶m(DAC)=3∶3∶2∶1.2,乳液含氟量达到20%时,纸张的防水防油性较佳,抗张强度提高22.3%,耐折度提高38.2%。

氟代聚丙烯酸酯无皂乳液整理剂的防水防油性能

采用无皂乳液聚合法,以全氟烷基酯(FEA)为功能单体,制备了一种氟代聚丙烯酸酯无皂乳液整理剂,并对其乳液颗粒粒径大小及分布和高分子溶液表面活性进行了研究。通过对棉织物进行防水防油整理应用实验,详细考察了该织物整理剂的使用质量分数和焙烘温度对防水防油性能的影响,并测试了其他应用性能。结果表明,通过该防水防油剂处理的织物有优异的防水防油性能,处理后的织物表面动态防水性可达90分,防油性可达5级,对水的接触角可达142.5°,对石蜡油的接触角可达126°,并且有良好的耐水洗性和常规应用性能。

含氟无皂乳液纸张防油剂的制备及应用

以含氟无规两亲聚合物(ASRF)为稳定剂,甲基丙烯酸六氟丁酯(FA)、苯乙烯、丙烯酸丁酯等为单体,通过无皂乳液聚合制备出含氟丙烯酸酯共聚物无皂乳液防水防油剂(PFAE)。研究了ASRF用量、FA用量、含氟乳液与氧化淀粉(OS)复配体系对纸张防水防油性能的影响,并用TEM研究了PFAE乳胶粒形态。结果表明,适当增加ASRF用量和FA用量,有利于提高纸张的防水防油性能;较佳的ASRF用量和FA用量分别为5%和18.52%,纸张与水的接触角达到117°、与液体石蜡的接触角可达到92.4°;OS含量不宜超过50%。乳胶粒呈球形,粒径分布较窄,约为45nm。

纳米TiO_(2)/有机氟改性聚丙烯酸酯无皂乳液的制备

以γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为硅烷偶联剂对纳米TiO_(2)表面进行改性,采用改性纳米TiO_(2)、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、甲基丙烯酸十二氟庚酯为聚合单体,通过无皂乳液聚合法制备纳米TiO_(2)/有机氟改性聚丙烯酸酯无皂乳液,并将其应用于亚麻织物整理。采用红外光谱对乳液胶膜进行分析,以XRD和TG对表面改性的TiO_(2)进行分析,并测试复合乳液粒径分布及大小,以及织物抗紫外线性能等。结果表明:TiO_(2)表面经KH-570改性后,具有良好的分散性,降低了TiO_(2)自身的团聚。制备的无皂乳液稳定,粒径分布均匀。经无皂乳液整理的亚麻织物柔软光滑,疏水角达到134.78°;整理织物的抗紫外线性能明显提高,UPF达到63.7。

涤棉混纺织物纳米无氟拒水整理

采用纳米无氟拒水剂NT-X018对涤棉混纺织物进行整理,以提高其拒水性能。探讨整理液配方、工艺过程对整理后织物拒水性能、断裂强力、透气性、耐久性及手感的影响。结果表明:整理液配方为,拒水剂NT-X018 80g/L、加强剂NT-X628 30g/L、交联剂NT-504M5g/L、催化剂NT-S228 5g/L、渗透剂OS-603 1.0g/L,浴比1∶30,pH4.0左右;采用二浸二轧,预烘条件130℃×2min,焙烘条件160℃×1min,可以达到最佳的拒水整理效果,同时,整理后织物手感基本没有影响,经多次洗涤,拒水等级仍较高,说明该拒水剂的耐久性良好。

C6和无氟防水剂的实践应用

探讨了C8、C6和无氟防水剂的应用性能,从防水剂用量、温度、pH等因素分析了防水剂对织物手感、持续性、耐洗性的影响,及其与硅油、防黏剂同浴使用的稳定性。