反应性微凝胶的合成及其在织物印花粘合剂中的应用

论文摘要

反应性聚合物微凝胶具有分子内交联结构和纳米级的颗粒尺寸,具有许多和普通聚合物不同的性能和功能。本工作采用乳液聚合法合成了反应性聚合物微凝胶,并研究了聚合物微凝胶的性能及其在涂料印花中的应用。 以苯乙烯、丙烯酸正丁酯为主要单体,以α-甲基丙烯酸为功能单体、二乙烯基苯为交联剂,以辛基酚聚氧乙烯醚（TX-30）和十二烷基磺酸钠为复合乳化剂,用过硫酸铵（APS）作引发剂进行了乳液共聚合,合成出粒子直径在100nm以下、粒径分布较窄,呈半透明有蓝光的反应性微凝胶乳液。胶乳化学稳定性、冻融稳定性及存贮稳定性良好。 通过测定乳胶粒子大小、乳液表观粘度,研究了软硬单体的比例、乳化剂的选择与配比、引发剂量、功能单体和交联单体量等因素对聚合反应稳定性和乳液性能的影响,得到了合成苯乙烯-丙烯酯正丁酯聚合物微凝胶的最佳工艺条件;通过分析胶膜的吸水率、力学性质及薄膜的表面微观形态,研究反应性微凝胶成膜的基本性能。 通过对引入DVB后St-BA反应性微凝胶乳液聚合表观动力学的试验分析,讨论了聚合反应速率与乳化剂、引发剂、交联剂、功能单体用量及反应温度之间的关系。认为微凝胶乳液聚合反映了凝胶效应和体积效应强弱变化的综合效果。确定了一个包含交联单体、功能单体等多种单体组成的混合体系在阴/非离子组成的复合乳化体系中进行乳液聚合制各所要求的反应性微凝胶乳液的配方。即交联单体8%、功能单体3%,软硬单体配比为65:35;As/Tx-30配比为1:2～1:3,复合乳化剂量为2%-3%,引发剂含量为单体0.4-0.5%的反应性微凝胶乳液配方。 研究了微凝胶粒子的流变性能,实验表明,温度、微凝胶固含量及交联单体量与其流变性能性能直接相关。测试并分析加入微凝胶进行改性后涂料印花粘合剂的使用性能。所合成的微凝胶可提高织物印花粘合剂触变性、流平性、膜的机械性能、牢度。微凝胶能屏蔽太阳光中的紫外线,可提高膜的耐老化性能。微凝胶中交联剂、功能单体量和微凝胶在粘合剂中的比例等对其应用后织物的性能都有影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 微凝胶简介
• 1.1.1 微凝胶的定义
• 1.1.2 微凝胶的特性
• 1.1.3 微凝胶的制备
• 1.1.4 微凝胶的应用及前景
• 1.2 涂料印花简介
• 1.2.1 涂料印花概述
• 1.2.2 涂料印花对粘合剂的要求
• 1.2.3 粘合剂的分类
• 1.2.4 涂料印花中存在的问题
• 1.3 本课题的设计思路和研究内容
• 1.3.1 本课题的设计思路
• 1.3.2 本课题研究的主要内容
• 2 反应性微凝胶聚合物乳液的制备和表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂和仪器
• 2.2.2 实验方法和步骤
• 2.2.3 产物的纯化和分离
• 2.2.4 性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 微凝胶的确定
• 2.3.2 乳化剂对微凝胶性能的影响
• 2.3.3 引发剂用量的影响
• 2.3.4 软硬单体配比的影响
• 2.3.5 功能单体MAA用量的影响
• 2.3.6 交联剂DVB含量的影响
• 2.3.7 微凝胶的FT-IR图
• 2.3.8 微凝胶乳液的紫外光谱图
• 2.3.9 扫描分子探针对胶膜表面形貌的观测
• 3 微凝胶乳液聚合表观动力学和微凝胶的流变性
• 3.1 前言
• 3.2 微凝胶表观动力学
• 3.2.1 主要实验药品
• 3.2.2 微凝胶共聚的表观动力学测试
• 3.2.3 微凝胶聚合表观动力学影响因素
• 3.3 微凝胶粒子的流变性
• 3.3.1 流变性的测试
• 3.3.2 微凝胶流变性讨论
• 4 微凝胶在织物印花粘合剂中应用性能研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.3 实验仪器
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 反应性聚合物微凝胶对粘合剂流变性能的影响
• 4.3.2 反应性聚合物微凝胶对粘合剂抗紫外老化性能的影响
• 4.3.3 反应性聚合物微凝胶对粘合剂力学性能的影响
• 4.3.4 反应性聚合物微凝胶对粘合剂印花质量的影响
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果