聚氨酯改性有机硅抗皱免烫整理剂的合成与应用

论文摘要

为了提高普通氨基有机硅柔软剂整理织物后的回弹性以及耐久性,本文对普通氨基有机硅原油封端的聚氨酯改性进行研究,研制出一种新型的反应性织物整理剂。先将二异氰酸酯（OCN-R-NCO）中的异氰酸酯基与氨基硅油中的伯胺上的活泼氢进行反应,再对异氰酸酯基进行封端,最后对聚氨酯改性硅油进行乳化。当该整理剂对织物进行浸轧焙烘整理时,封端的异氰酸酯基仅仅受温度影响会解封释放出异氰酸酯基团,高活泼性的异氰酸酯基能够与纤维素纤维中的羟基（-OH）进行反应,赋予织物以优良的应用性能。并且该整理剂属于环境友好型,因而具有极大的应用价值。本文通过分子设计,合成出聚氨酯改性有机硅原油。二异氰酸酯中具有高活性的异氰酸酯（-NCO）基团,很容易与水分子中的羟基（-OH）发生反应,但是制备过程中的封端反应必须在饱和的亚硫酸氢钠水溶液中进行,所以该反应是涉及到两相的反应,我们必须对反应条件进行严格的控制。通过大量的实验,本文确定了聚氨酯改性有机硅原油预聚体的合成条件;然后用饱和的亚硫酸氢钠水溶液进行封端,封端之后,通过红外光谱测试验证了聚氨酯改性有机硅原油分子结构的正确性。实验最终选择复配型的乳化剂乳化后,得到聚氨酯改性有机硅整理剂。经过各种物理及化学性能测试表明该产品的稳定性。在得到聚氨酯改性有机硅整理剂的基础上,本文又进行了大量的应用性工艺实验,采用单因子和正交的实验方法确定出最佳工艺条件。然后在此确定的工艺条件下处理织物,并和改性前的氨基有机硅柔软剂处理纯棉织物的效果进行比较,结果发现:聚氨酯改性有机硅整理剂整理后棉织物的各项织物性能比原氨基有机硅柔软剂整理过后的有很大的提高。在与2D树脂同浴使用的时候,DP可以达到4级,极低的甲醛释放量,和市场上弹性体比较,有着自己的优势。本课题的研究成果在深圳先进华联精细化工有限公司试生产成功。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引论
• 1.2 有机硅的发展及现状
• 1.3 有机硅柔软剂的结构与性能特点
• 1.3.1 结构特点
• 1.3.2 性能特点
• 1.4 普通氨基有机硅柔软剂存在的问题
• 1.4.1 黄变性
• 1.4.2 疏水性与不耐洗性
• 1.4.3 稳定性
• 1.4.4 染色瑕疵
• 1.5 聚氨酯树脂的发展及现状
• 1.6 聚氨酯树脂的制备方法
• 1.7 应用于纺织中的聚氨酯
• 1.8 选题意义
• 第二章 实验原理
• 2.1 氨基有机硅油制备原理
• 4）的开环聚合反应机理'>2.1.1 八甲基环四硅氧烷（D₄）的开环聚合反应机理
• 2.1.2 共聚合反应
• 2.2 异氰酸酯的反应活性
• 2.3 异氰酸酯的各种化学反应
• 2.3.1 异氰酸酯的基本化学反应
• 2.3.2 异氰酸酯与水反应的机理
• 2.3.3 隐蔽型异氰酸酯
• 2.4 聚氨酯有机硅整理剂的合成原理
• 2.4.1 合成聚氨酯改性有机硅的原理
• 2.4.2 异氰酸酯的选择
• 2.4.3 聚合反应
• 2.4.4 反应条件的控制
• 2.5 微乳液的形成原理
• 2.5.1 表面张力理论
• 2.5.2 界面弯曲理论
• 2.5.3 增溶理论
• 2.5.4 界面膜理论
• 2.6 聚氨酯有机硅整理剂与纤维素纤维的作用原理
• 第三章 实验部分
• 3.1 聚氨酯有机硅整理剂的合成
• 3.1.1 实验试剂及药品
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 实验材料
• 3.1.4 普通氨基改性有机硅柔软剂的合成
• 3.1.5 聚氨酯改性有机硅整理剂的合成
• 3.1.6 整理剂中游离异氰酸酯基含量的测定
• 3.2 聚氨酯有机硅整理剂的乳化
• 3.3 整理剂的理化性能测试
• 3.3.1 整理剂透光率测试
• 3.3.2 整理剂粘度测试
• 3.3.3 整理剂密度测试
• 3.3.4 整理剂稳定性测试
• 3.3.5 离子性鉴定测试
• 3.4 聚氨酯有机硅整理剂的应用及织物性能测试
• 3.4.1 整理配方及工艺
• 3.4.2 整理织物性能测试
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 氨基有机硅油合成
• 4.2 聚氨酯有机硅整理剂的合成
• 4.2.1 温度对异氰酸酯基转化率的影响
• 4.2.2 时间对异氰酸酯基转化率的影响
• 4.2.3 溶剂用量对异氰酸酯基转化率的影响
• 4.2.4 实验条件的确定
• 4.3 红外光谱测试与分析
• 4.3.1 普通氨基有机硅油红外光谱图的分析
• 4.3.2 聚氨酯改性性有机硅原油的红外光谱图的分析
• 4.4 聚氨酯有机硅整理剂的理化性能
• 4.5 聚氨酯有机硅整理剂工艺条件的确定
• 4.5.1 单因子工艺条件对织物性能的影响
• 4.5.2 由单因子工艺实验所确定的正交实验
• 4.6 聚氨酯有机硅整理剂对织物的应用对比
• 4.6.1 单独使用聚氨脂有机硅整理织物的各项性能对比
• 4.6.2 聚氨酯改性有机硅与2D 树脂同浴使用时的各项性能对比
• 4.7 自合成聚氨酯改性氨基硅油与现在市场上的树脂整理添加剂比较
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文