改性聚丙烯酸酯类涤纶免水洗印花粘合剂的制备及应用

摘要

分散染料免水洗印花是分散染料直接印花与涂料印花的有机结合，兼具分散染料直接印花色牢度好和涂料印花高效环保的双重优点，是一种高效、节能、环保的新型印花工艺。聚丙烯酸酯作为常用的涂料印花粘合剂，直接应用于免水洗印花中会导致胶膜中染料迁移困难，印花织物得色量低、色牢度差等问题。本论文根据免水洗印花中染料的上染机制，选择适宜于免水洗印花的丙烯酸酯单体，并与分散染料溶解度参数差异较大的聚硅氧烷共聚合成改性聚丙烯酸酯，提升了印花胶膜中染料的迁移性，提高了印花织物的得色量，并改善了印花织物的耐摩擦色牢度。本论文合成了一种新型有机硅改性聚丙烯酸酯，并应用于免水洗印花，印花织物具有较高的得色量和优异的耐摩擦色牢度。具体研究内容及结果如下:
　　第一部分:适用于免水洗印花聚丙烯酸酯粘合剂的合成、表征及应用性能。本部分通过研究单体溶解度参数与印花织物得色量之间的关系，优选印花得色量较高的丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸甲酯为丙烯酸酯粘合剂的软硬单体，通过细乳液聚合法合成聚丙烯酸酯乳液，并应用于免水洗印花。研究了丙烯酸酯单体的不同配比对印花得色量和胶膜力学性能的影响，探究了细乳液乳液聚合中复合乳化剂的配比、用量对聚丙烯酸酯乳液性能和胶膜性能的影响;并采用红外光谱(FTIR)和热重(TG)表征和测试了所制聚丙烯酸酯的结构和性能。结果表明:当丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸甲酯的质量比为11∶9时，所制备的聚丙烯酸酯乳液印花织物具有较高的印花得色量，乳液胶膜具有优异的力学性能;复合乳化剂质量比（十二烷基硫酸钠:脂肪醇聚氧乙烯醚:丙烯氧基丙基烷基酚基聚醚硫酸铵）为1.5∶1∶1，用量为6％时，细乳液聚合过程稳定，乳液粒径较小，分布较窄，乳液稳定性良好，胶膜力学性能优异。红外分析表明丙烯酸酯单体发生了聚合，TG分析表明聚丙烯酸酯具有优良的耐热稳定性。免水洗印花应用结果表明，自制的聚丙烯酸酯粘合剂印花织物的K/S值达到17.37，干摩擦牢度达到4级，湿摩擦牢度达到3级。
　　第二部分:适用于免水洗印花有机硅改性聚丙烯酸酯的制备、表征及应用性能。为了进一步提升分散染料免水洗印花织物的得色量和耐摩擦色牢度，本部分以八甲基环四硅氧烷为原料，1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷为封端剂，合成乙烯封端聚硅氧烷，并用于改性聚丙烯酸酯乳液，以降低聚丙烯酸酯的溶解度参数，提高免水洗印花织物的得色量。研究了双端乙烯基聚硅氧烷分子量和用量对改性聚丙烯酸酯乳液印花性能的影响;并对改性聚丙烯酸酯结构和性能进行表征和测试。结果表明:随着聚硅氧烷平均相对分子质量的增加，改性聚丙烯酸酯乳液印花织物的得色量先升高后降低，耐摩擦色牢度先升高后趋向恒值:随着聚硅氧烷用量的增加，印花织物的得色量先升高后降低，耐摩擦色牢度先升高后趋向恒值;当双端乙烯基聚硅氧烷平均相对分子质量为4313g/mol，用量为4％时，改性聚丙烯酸酯粘合剂印花织物K/S值达到19.39，干摩擦色牢度达到4级以上，湿摩擦色牢度达到4级;红外测试结果表明，双端乙烯基聚硅氧烷与丙烯酸酯单体发生了共聚;DSC和TG测试表明改性聚丙烯酸酯胶膜的玻璃化温度低、耐热稳定性好;XPS测试结果表明聚丙烯酸酯胶膜在焙烘过程中有机硅链段发生了迁移富集;水接触角测试表明焙烘后改性胶膜表面疏水性显著增大;染料在胶膜中的扩散性测试结果表明改性聚丙烯酸酯胶膜具有促进染料定向迁移的能力。选用合适分子量的聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯，可以实现胶膜对染料的定向载递作用，提升印花织物的得色量，改善织物的湿摩擦色牢度。
　　第三部分:有机硅改性聚丙烯酸酯乳液在涤纶免水洗印花中的应用。将自制的有机硅改性聚丙烯酸酯乳液应用于涤纶织物分散染料的免水洗印花，研究了粘合剂用量、焙烘温度、焙烘时间对印花织物的得色量、摩擦牢度的影响，优化免水洗印花工艺，并与同类市售粘合剂进行印花性能比较。结果表明:当粘合剂用量为10％，焙烘温度为190℃，焙烘时间为180s时，印花织物的K/S值达到19.39，干摩擦色牢度达到4级以上，湿摩擦色牢度达到4级;相比市售同类印花粘合剂，自制有机硅改性聚丙烯酸酯粘合剂印花织物的得色量显著高，干湿摩擦牢度好，并且织物手感更加柔软光滑;自制有机硅改性聚丙烯酸酯免水洗印花性能优异，适宜于分散染料的免水洗印花。
　　论文研究表明，以丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸甲酯为软、硬单体，以双端乙烯基聚硅氧烷为改性单体，采用细乳液聚合法，制备有机硅改性聚丙烯酸酯乳液，应用于分散染料免水洗印花，可以显著提升免水洗印花织物的得色量和耐摩擦色牢度，并可以在一定程度上改善印花织物的手感。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

引言

1．1 分散染料印花技术现状

1．1．1 分散染料的直接印花概述

1．1．2 分散染料在涤纶纤维上的固色机理

1．1．3 分散直接印花中存在的问题

1．2 涂料印花的发展现状

1．2．1 涂料印花的优势

1．2．2 涂料印花存在的问题

1．3 分散染料免水洗印花技术研究

1．3．1 分散染料免水洗印花着色机理

1．3．2 分散染料免水洗印花的优点

1．3．3 分散染料免水洗印花粘合剂的性能要求

1．4 聚丙烯酸酯粘合剂的发展及存在的问题

1．5 有机硅改性聚丙烯酸酯粘合剂的研究现状

1．5．1 改性单体

1．5．2 改性方法

1．6 本课题的研究意义、内容和创新点

1．6．1 本课题的研究意义

1．6．2 本课题的研究内容

1．6．3 本课题的创新点

参考文献

第二章 适用于免水洗印花聚丙烯酸酯粘合剂的合成、表征及应用性能

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验材料和仪器

2．2．2 试验方法

2．2．3 测试方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 聚丙烯酸酯粘合剂单体的选择

2．3．2 丙烯酸酯单体配比对印花得色量的影响

2．3．3 丙烯酸酯单体配比对胶膜力学性能的影响

2．3．4 丙烯酸酯单体配比对胶膜粘附性能的影响

2．3．5 乳化剂体系优化

2．3．6 聚丙烯酸酯的结构和性能

2．3．7 聚丙烯酸酯乳液印花性能

2．4 小节

参考文献

第三章 适用于免水洗印花有机硅改性聚丙烯酸酯的制备、表征及应用性能

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验药品和仪器

3．2．2 试验方法

3．2．3 测试方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 双端乙烯基聚硅氧烷的结构表征

3．3．2 双端乙烯基聚硅氧烷的GPC分析

3．3．3 双端乙烯基聚硅氧烷用量对印花织物得色量的影响

3．3．4 双端乙烯基聚硅氧烷用量对印花织物摩擦牢度的影响

3．3．5 双端乙烯基聚硅氧烷平均相对分子质量对印花织物得色量的影响

3．3．6 双端乙烯基聚硅氧烷平均相对分子量对印花织物摩擦牢度的影响

3．3．7 改性聚丙烯酸酯的结构和性能表征

3．3．8 染料迁移机制

3．4 小结

参考文献

第四章 有机硅改性聚丙烯酸酯乳液在涤纶免水洗印花中的应用

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验材料与仪器

4．2．2 实验方法

4．2．3 测试方法

4．3．1 粘合剂用量对涤纶织物免水洗印花性能的影响

4．3．2 焙烘温度对涤纶织物免水洗印花性能的影响

4．3．3 焙烘时间对涤纶织物免水洗印花性能的影响

4．3．4 不同粘合剂印花性能的比较

4．4 本章小结

参考文献

5．1 研究结论

5．2 建议

致谢

附录