王建田

(湖南省醫(yī)藥學(xué)校,湖南長沙 410014)

水性形狀記憶聚氨酯的合成及其在織物整理上的應(yīng)用

王建田

(湖南省醫(yī)藥學(xué)校,湖南長沙 410014)

針對傳統(tǒng)的織物防皺整理劑釋放甲醛的缺陷,制備了反應(yīng)型水性形狀記憶聚氨酯并用來整理織物,提高了織物的耐水洗性,同時賦予織物形狀記憶功能,其在熱水或熱空氣中能恢復(fù)日常穿著或洗滌中產(chǎn)生的折皺。

織物防皺整理劑;水性形狀記憶;聚氨酯;合成

0 引 言

目前傳統(tǒng)的織物防皺整理劑大多采用甲醛類樹脂,如DMEHU、2D等,用這類紡織品后整理劑對織物進行整理后,可以一定程度的改善織物的防皺防縮性能;但該類整理劑存在一個很大的缺陷,即在整理和穿著過程會釋放出嚴重損害人體健康的甲醛[1-2]。用環(huán)氧樹脂、雙羥乙基砜、有機硅類、乙烯類單體接枝劑等對織物進行整理,雖然可以解決甲醛的釋放問題,但由于這些整理劑與織物纖維形成的交聯(lián)度不夠甚至只是簡單的包覆,使織物的防皺防縮耐久性差,特別是不耐高溫水洗。在催化劑條件下用多元羧酸對織物進行交聯(lián)整理,可以達到很好的防皺效果。但是交聯(lián)的多元羧酸降低了織物的撕裂強度,同時產(chǎn)生泛黃效應(yīng)[3]。

水性聚氨酯以水為分散介質(zhì),具有對環(huán)境無污染、不燃、成本低等優(yōu)點,用來織物可以有效提高其柔順性和防皺防縮性,獲得較佳的防水透性性能,而且還可賦予織物其它特殊功能[4-6]。例如,添加陶瓷粉末,可制成除臭防水透濕織物;采用特殊結(jié)構(gòu)的陽離子型聚氨酯,可賦予織物殺蟲和滅菌等功能;若加入納米級的功能微粒,可賦予織物抗菌、防紫外線和防偽等復(fù)合功能。水性聚氨酯對改善織物舒適性、增強織物功能性有著重要意義,但是其對織物改性的效果不能持久,特別是不耐水洗;而且織物的防皺防縮性雖然得到提高,但當織物皺痕形成后則難以恢復(fù),需經(jīng)熨燙等過程才能恢復(fù)到原來的平整狀態(tài),從而限制了其在織物整理方面的應(yīng)用。

針對以上問題,我們制備了反應(yīng)型水性形狀記憶聚氨酯,并用來整理織物,希望使織物獲得防皺以及折痕保留等功能,提高其耐水洗性,同時賦予織物形狀記憶功能其在熱水或熱空氣中能恢復(fù)日常穿著或洗滌中產(chǎn)生的折皺。

1 結(jié)果與討論

1.1 水性形狀記憶聚氨酯的合成及其與棉纖維的反應(yīng)

本文首先采用封端法制備形狀記憶聚氨酯預(yù)聚物,以MEKO為封端劑將預(yù)聚體的一NCO基團保護,然后在水中分散,通過選擇結(jié)晶型的聚酯二元醇為軟段來賦予聚氨酯的形狀記憶功能,獲得水性形狀記憶聚氨酯(見式1);將上述封端型聚氨酯整理液用一定量的水稀釋后,用二浸二軋法整理織物,軋液率70%～120%,經(jīng)烘干(80～110℃,1～3min)、烘培(140～170℃,3～5min)后獲得產(chǎn)品。在烘干特別是烘培階段,聚氨酯解封端釋放出異氰酸酯基,異氰酸酯基在一定的催化條件下與織物纖維上的活性羥基發(fā)生反應(yīng),從而獲得耐久整理效果(見式2)。

Scheme1.Synthesisofblockedshapememorypolyurethane emulsion

Scheme2.Reactionblockedshapememorypolyurethane withcotton

1.2 反應(yīng)物組成對形狀記憶聚氨酯乳液粒徑的影響

Table1 Compositionandparticlesizeofpolyurethaneemulsion

表1所示為反應(yīng)物組成對形狀記憶聚氨酯乳液粒徑的影響,可以看出,隨之DMPA的增加聚氨酯的乳液粒徑迅速減小,這主要是因為聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中親水的—COOH基團含量增加引起的;增加軟段的含量將導(dǎo)致乳液粒徑的增大,這主要是由于軟段含量越高,聚氨酯結(jié)晶性越強,其分子間相互作用力大而難于分散在水中。

1.3 紅外光譜分析

未整理和整理過的棉織物的紅外光譜圖見圖1,可以看出,相對于未整理織物,整理過的樣品,其譜圖上在1712～1731cm-1處出現(xiàn)聚氨酯的CO和—O(C)—NH基團的特征峰,說明聚氨酯已經(jīng)整理到織物上面;而1335,1312和1201cm-1處織物羥基峰的減小證明了聚氨酯通過與織物羥基的反應(yīng)而接枝到棉纖維的表面。

圖1 FTIRspectraintheregion1900-500cm.-1of untreatedcotton(spectruma)andPUgraftedcottonwith PUof2.2%(spectrumb)and5.3%(spectrumc)

1.4 織物形狀性能分析

Table2 TheeffectofSMPUonthecreaserecoverypropertyof cotton

表2所示為未整理和整理過的棉織物在不同溫度下的平整度,未整理織物的平整度幾乎不隨溫度的升高而變化,而整理過的棉織物在較高的溫度下平整度顯著增加,說明織物已具有形狀記憶功能,在較高溫度下能恢復(fù)日常穿著或洗滌中產(chǎn)生的折皺。

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TQ225.24

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2010-04-23

王建田(1972.1-),男,1995年畢業(yè)于湖南師范大學(xué)化學(xué)系,現(xiàn)在湖南省醫(yī)藥學(xué)校教學(xué),高級職稱,任培訓(xùn)科科長。聯(lián)系電話: 13135211895。