柔性互穿聚合物網絡黏合劑的研制及應用.pdf

1、涂料印染因其工藝流程簡單、低碳和環(huán)保等優(yōu)點而得到了廣泛的應用，但是涂料印染還存在著印染織物手感和摩擦牢度的矛盾。涂料印染黏合劑的性能是決定涂料印染質量的主要因素。互穿聚合物網絡是由兩種或兩種以上的共混聚合物，分子鏈相互貫穿，并至少有一種聚合物分子鏈以化學鍵的方式交聯而形成的網絡結構。由于互穿聚合物網絡形態(tài)結構的特點和兩相之間貫穿，其力學性能也存在一些獨特之處，利用互穿聚合物網絡技術改善涂料印花黏合劑的性能也具有重要的意義。
　　

2、 論文首先制備具有第一網絡結構的聚丙烯酸酯乳液，該乳液能在低溫固化成膜，應用于織物涂料印染，手感柔軟；其次選擇線性大分子聚乙烯醇(PVA)和交聯單體乙二醛(Glyoxal)為形成第二網絡的組分；最后把具有第一網絡結構的聚丙烯酸酯乳液和PVA、乙二醛混合，在一定條件下PVA、乙二醛交聯并與第一網絡隨機互穿，形成互穿網絡聚合物膜。
　　 (1)以丙烯酸正丁酯(n-BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸異辛酯(2-AEH)、苯乙烯(

3、St)為共聚單體，雙官能團的單體為交聯單體，十二烷基硫酸鈉(SDS)、辛基酚聚氧乙烯醚(TX-30)為復合乳化劑，α-甲基丙烯酸(MAA)為助乳化劑，過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑，微乳液聚合制備了具有第一網絡結構的聚丙烯酸酯乳液。用表面張力儀和Zetasizer Nano粒度儀進行了表征，研究了復合乳化劑的量與質量比、助乳化劑的量和反應溫度對微乳液粒徑、Zeta電位、轉化率和穩(wěn)定性的影響。結果表明，SDS與TX-30復配質量比為1:2，且

4、量為體系總質量的3.0-3.5 Wt％；MAA的用量為單體總質量的5wt%，反應溫度為75-80℃，制得的微乳液單體轉化率達96%，聚合物乳液較穩(wěn)定。
　　 (2)制備具有第一網絡結構的聚丙烯酸酯乳液，在基本配方中改變交聯單體在共聚單體中的比例。研究了交聯單體種類及交聯單體在共聚單體中的含量對聚合物膜的外觀、力學性能、Tg和表面形貌的影響。用強力儀、DSC和掃描探針顯微鏡進行了表征。研究結果表明：
　　 (a)不加交聯單

5、體和加入較多交聯單體，乳液的成膜性能均不好，交聯單體在共聚單體中質量比為2wt%左右時，成膜性能最好。
　　 (b)交聯單體在共聚單體中含有相同比例時，選擇分子鏈相對較長的交聯單體A，在應力-應變曲線上，聚合物膜在應變250%之前，能保持較小的應力不變；而選擇分子鏈相對較短的交聯單體B，應力隨應變一直在線性增加。根據實驗設計要求，實驗選擇交聯單體A。
　　 (c)共聚單體中加入交聯單體A的比例在1-5wt%之間逐漸增加時

6、，聚合物膜的Tg也升高。當共聚單體中A含量超過5wt%后，聚合物膜的Tg卻幾乎不變。
　　 (d)掃描分子探針對聚合物膠膜表面形貌及粗糙度的觀測表明，交聯單體在共聚單體中比例增加，其聚合物膜的表面粗糙度也增加。
　　 (3)以制備的具有第一網絡結構的聚丙烯酸酯乳液為組分Ⅰ(A
　　 Ⅰ)，聚乙烯醇-乙二醛體系為組分Ⅱ(AⅡ)，制備互穿聚合物網絡膜。研究了AⅠ中交聯單體的比例、AⅠ和AⅡ的比例以及膜的焙烘溫度等對互

7、穿網絡聚合物膜的力學性能、吸水率、溶失率和Tg的影響。用紅外光譜儀、強力儀和DSC等進行了表征。研究結果表明：
　　 (a)在AⅠ中，加入適量交聯單體，能使第一網絡膜在應變250%之前，應力基本保持不變，應變250%之后，應力急劇上升。說明，第一網絡膜柔軟，但強度不夠。形成的第一網絡交聯密度小，網格大，才能有利于第二網絡互穿。
　　 (b)形成互穿聚合物網絡膜后，在應變約250%之前，應力隨應變基本保持不變，應變在250

8、%之后，應力也快速升高，但比之第一網絡膜應變250%后的應力變化要小。說明，互穿聚合物網絡膜既保持了第一網絡膜的柔軟，同時也增加了膜的“韌性”。
　　 (C)形成互穿聚合物網絡膜后，膜的吸水率、溶失率降低。
　　 (d)AⅠ中交聯單體含量為2%，AⅡ組分中m(PVA)：m(Glyoxal)為1:0.2-1:0.4，m(AⅡ)/m(AⅠ)為1-3wt%，互穿網絡聚合物膜的綜合性能最佳。
　　 (4)以AⅠ和AⅡ為涂

9、料印染黏合劑，按照涂料印染配方制備印染涂料。研究了AⅠ組分中交聯單體含量、AⅡ組分中PVA、乙二醛的質量比、AⅠ和AⅡ組分之間比例、焙烘溫度等條件對織物印染性能的影響。研究結果表明：AⅠ組分中交聯單體含量為2-3wt%，AⅡ組分中m(PVA)：m(Glyoxal)為1:0.2，m(AⅡ)/m(AⅠ)為2wt%，m(AⅠ+AⅡ)為印花色漿的15wt%，于120℃焙烘3min，織物涂料印染的綜合性能最好。
　　 (5)以苯乙烯、丙烯

10、酸正丁酯和α-甲基丙烯酸為單體，二乙烯基苯為交聯單體，辛基酚聚氧乙烯醚(TX-30)和十二烷基磺酸鈉為復合乳化劑，過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑，通過乳液聚合制備了聚丙烯酸酯反應性微凝膠。把微凝膠加入到涂料印染黏合劑中，研究了微凝膠對黏合劑的流變性能、流平性、力學性能和涂料印染性能的影響。用紅外光譜儀表征了微凝膠的結構，透射電鏡表征了微凝膠的粒子形態(tài)，流變儀表征了涂料印染黏合劑的流變性，摩擦色牢度測試儀表征了涂料印花的色牢度，強力儀表征了黏