论文摘要
丙纶纤维的特点是密度小、比重轻、导热性低和保暖性好,非常适合作为运动及户外活动装备的高档面料。但是丙纶用作衣料最大的缺点是亲水性差,极大的限制了它的应用。为了改善丙纶的服用性能,必须改善其亲水性能。目前,国内外对丙纶亲水性改进的方法主要有:聚丙烯大分子结构亲水化法,即在纺丝过程中引入亲水性的极性基团,提高丙纶的吸湿吸水性能;或者对丙纶纺织品进行亲水化处理,如选用合适的亲水整理剂进行整理。但是在纺丝过程中对聚丙烯进行改性,或多或少的会影响丙纶的一些基本性能;由于丙纶纤维不耐高温,采用亲水剂等后处理法对丙纶织物进行处理,其耐久性和时效性又是一个急待解决的问题。基于前人和课题组前期研究成果的基础上,结合聚氨酯改性和溶胶凝胶技术的基本知识,本论文合成和制备了可在较低温度下（120℃）交联的溶胶型聚氨酯亲水整理剂,并将溶胶凝胶技术应用于丙纶针织物的亲水整理。通过采用轧-烘-焙工艺,溶胶型整理剂在丙纶针织物表面交联缩合成膜,紧密包覆丙纶纤维,极大的改善了其亲水性能,并且具有较好的耐久性。本论文首先从分子设计入手,选用亲水性很好的聚醚二元醇（PEG）为原料,与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）进行预聚,生成异氰酸酯基（NCO）接尾的聚氨酯预聚体,再用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）进行封端改性,合成了一种新型的硅氧烷改性聚氨酯溶胶前驱体。论文以分子量为1450的聚醚二元醇（PEG1450）为研究代表,详细讨论了合成过程中预聚反应温度、时间、催化剂、NCO/OH摩尔比值,以及封端改性时NH2/NCO摩尔比值、封端温度与时间的影响;并且采用红外光谱（FT-IR）对合成过程进行了表征,验证了APTES改性聚氨酯前驱体的分子结构。随后将新型聚氨酯溶胶前驱体在一定条件下水解制备溶胶型整理剂,研究了醇水比例、pH值、水解温度和时间等工艺参数对前驱体水解的影响。根据研究结果,提出了APTES改性聚氨酯前驱体的合成及其溶胶型整理剂制备的建议工艺。同时,采用另外6种不同分子量（300,1000,2000,3350,4000和6000）的聚醚二元醇（PEG）合成制备了系列溶胶型整理剂,与PEG1450合成的溶胶型整理剂进行了比较,详细讨论了聚醚二元醇（PEG）的分子量对整理剂的理化性质及其凝胶膜性能的影响。结果表明:随着所用PEG分子量的增大,整理剂的密度、分子量、粒径和粘度等理化性质均呈增大趋势,而膜的力学性能变差,亲水性能增强。热重分析（TGA、DTG）和广角X衍射分析（WAXD）结果显示,PEG分子量增大,整理剂膜的初始分解温度稍有降低,但结晶度相对提高。然后,采用溶胶凝胶法,使用溶胶型聚氨酯整理剂对丙纶针织物进行了亲水整理。首先以PEG1450合成的整理剂为代表,系统研究了整理剂浓度、预烘时间、带液率、焙烘温度、焙烘时间等工艺参数对丙纶亲水性及其耐久性的影响,提出了丙纶亲水整理的建议工艺处方。并与上述另外6种不同分子量PEG合成的整理剂的亲水处理效果进行比较,探讨了PEG分子量对丙纶亲水性能及其耐久性的影响,结果表明:随着PEG分子量的增大,整理后丙纶针织物的亲水性能呈增加趋势,但耐洗性却依次下降;分子量为1450和2000的PEG合成的溶胶型整理剂不仅可以赋予丙纶针织物良好的亲水性能,而且具有较好的耐洗性能。扫描电镜（SEM）和热分析（DSC、TGA、DTG）的分析结果显示,亲水整理剂在丙纶针织物表面交联成膜,而且处理前后丙纶针织物的热性能变化不大。