水性聚丙烯酸酯乳液的合成及其在全棉针织物弹性整理中的应用

摘要

本课题基于织物弹性整理剂的研究现状，进行了大量的实验和研究工作，根据分子设计的原理，优化工艺，调整配方，制备出具有线性结构的聚丙烯酸酯乳液及具有良好复配性能的改性聚丙烯酸乳液，并应用于织物弹性整理。利用 DSC、TG等多种测试表征方法，分析及讨论了共聚单体、乳化剂、反应温度与时间、功能单体等因素对乳液性能的影响。主要分为以下三个部分：
　　（1）第一部分：不同结构聚丙烯酸酯对乳液及乳胶膜性能的影响。结果表明：相比PPG型PA、聚酯多元醇型PA，PT MG型PA乳液平均粒径、黏度更小，乳液更稳定；形成乳胶膜更加软而韧。随着PTMG分子量的增加，其合成的PA乳液粒径和黏度更大，乳胶膜更加软、韧。核/壳(PU/PA)比例方面，PA部分添加量增大，聚丙烯酸酯的亲水性增大，所以乳液粒径减小。与此同时，随着乳液粒径减小，粒子之间碰撞机会增多，粒子的位移减小，导致乳液黏度上升。
　　聚丙烯酸酯组分的确定。通过不同结构对聚丙烯酸酯和织物弹性整理的影响分析，确定大分子多元醇预聚体选用PT MG-1200，核/壳(PU/PA)比例为74/21，乳化剂用量在1％～1.5%。
　　（2）第二部分：选用水性聚氨酯改性聚丙烯酸酯乳液，讨论共混改性后乳液和乳胶膜的性能。结果表明：WPU与 PA共混乳液粒径分布呈双峰，PA纯乳液单分散性较好。WPU用量增加，乳胶膜的拉伸强度和断裂延伸率增大，但是增加到6%以上后，乳胶膜的力学性能不再提高甚至有下降的趋势。最终确定了聚氨酯最佳添加量为6%。
　　（3）第三部分：聚丙烯酸酯弹性整理剂的应用研究。
　　试验结果表明：结合乳液和膜性能，大分子多元醇选用P T MG-1200，核/壳(P U/PA)比为74/21的 PA纯乳液整理后织物弹性整理效果较好。经过该种聚丙烯酸酯整理后织物折皱回复角比原布提升28°，弹性回复率中急弹回复率提高10%，缓弹回复率提高9.5%。织物拉伸性能提高9N。PA单独整理时，整理剂用量选择50~60 g/L，135℃为最佳烘焙温度，最佳烘焙时间为3 min。
　　与WPU共混改性的乳液整理剂，最佳的WPU添加量为6%-8%。在6%添加量的情况下，织物折皱回复角相比原布增加大于20°，且高于单独使用聚丙烯酸酯整理后的效果（大约10°）。同时，织物断裂强度提升近15N。

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第一章 绪 论

1. 1 引言

1. 2 全棉针织物弹性整理

1.2.1 织物弹性整理的定义

1.2.2 棉针织物褶皱形成机理

1.2.3 全棉针织物弹性整理的原理

1.2.4 弹性整理的现状与发展

1. 3 聚丙烯酸酯弹性乳液聚合

1.3.1 乳液聚合方法及原理

1.3.2 弹性乳液聚合现状与发展

1.3.3 聚丙烯酸酯在纺织品整理中的应用

1. 4 本课题的研究意义、目的

第二章 实验部分及测试方法

2. 1 聚丙烯酸酯乳液的合成

2.1.1 引言

2.1.2 实验部分

2.1.3 乳液及乳胶膜的性能测试

2. 2 水性聚氨酯改性聚丙烯酸乳液的合成

2.2.1 引言

2.2.2 实验部分

2.2.3 乳液及乳胶膜的性能测试

2. 3 聚丙烯酸酯乳液对全棉针织物弹性整理

2.3.1 引言

2.3.2 实验部分

2.3.3 测试方法

第三章 结果与讨论

3. 1 聚丙烯酸酯弹性乳液聚合

3.1.1 不同种类PU预聚体选择对乳液稳定性及其膜性能的影响

3.1.2 PTMG型预聚体分子量对乳液稳定性及其膜性能的影响

3.1.3 核/壳(PU/PA)单体的配比对乳液稳定性及其膜性能的研究

3.1.4 乳化剂对反应稳定性及涂膜性能的影响

3.1.5 聚丙烯酸酯乳胶膜的差示扫描量分析（DSC）

3.1.6 热重分析（TGA）

3. 2 聚丙烯酸酯乳液对全棉针织物弹性整理的研究

3.2.1 水性聚氨酯添加对乳液稳定性及其涂膜性能的影响

3.2.2 WPU与核壳乳液复配的粒径及其分布

3.2.3 聚氨酯添加量对乳胶膜性能的影响

3.2.4 弹性乳液涂膜玻璃化转变温度的分析

3. 3 聚丙烯酸酯乳液对全棉针织物弹性整理的研究

3.3.1 聚丙烯酸酯结构对整理效果的影响

3.3.2 分析确定织物抗皱整理用聚丙烯酸酯酯的结构

3.3.3 聚丙烯酸酯整理织物实验

3.3.4 水性聚氨酯复配聚丙烯酸酯整理剂对整理效果的影响

第四章 结论与建议

4. 1 结论

4. 2 建议

参考文献

致谢