新型聚醚型聚酯亲水整理剂的研制及应用

摘要

目前市场上以PEG为原料合成的应用于涤纶织物亲水整理聚醚型聚酯亲水整理剂分子结构相对规整，易结晶，分子量一旦做大，水溶性就有问题--即分子量大，共聚物水溶性差，这给使用带来不便。为此，本文研制新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1和LW-2（以下简称LW-1和LW-2），通过引入PEO-PPO嵌段聚醚和间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠（SIPM）来降低聚醚聚酯共聚物分子规整性，降低共聚物的结晶度，从而来解决共聚物分子量大、水溶性差的问题。
　　 本文首先采用对苯二甲酸二甲酯（DMT）、PEO-PPO嵌段聚醚和乙二醇（EG），通过酯交换-熔融缩聚法合成了新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1。并分析了PEO-PPO嵌段聚醚分子量、催化剂用量、DMT与PEO-PPO嵌段聚醚的摩尔比、缩聚温度和缩聚时间等合成因素对LW-1亲水性和表面活性的影响。并利用红外光谱（IR）、凝胶渗透色谱（GPC）和X-射线衍射（XRD）对共聚物的的结构与理化性能表征和测试；并将LW-1应用于涤纶织物亲水整理中，研究了LW-1的用量、焙烘温度、焙烘时间对涤纶织物亲水性的影响；同时测定了LW-1的抗静电性、易去污性、防沾污性及亲水性的耐洗性。研究结果表明：各合成因素对LW-1的亲水性和表面活性的影响存在一致性；LW-1的优化酯交换反应条件：EG与DMT摩尔比为2.4:1，催化剂用量为反应物的0.15％（相对于DMT的质量百分数），反应温度为180℃及酯交换反应时间为120min；优化缩聚反应条件：PEO-PPO嵌段聚醚分子量为2900，DMT与PEO-PPO嵌段聚醚摩尔比为3.5:1，二丁基氧化锡用量为0.08％（相对于PEO-PPO嵌段聚醚的质量百分数），缩聚温度250℃，缩聚时间为50min左右。LW-1的数均分子量为6329。红外光谱分析表明LW-1为聚醚聚酯嵌段共聚物，XRD分析表明LW-1为非结晶化合物。LW-1浸轧整理的优化工艺为：用量：0.6g/L，焙烘温度和时间：150℃×90s；经过LW-1处理的涤纶织物具有良好的亲水性和耐洗性，织物的抗静电性能、易去污性能和防沾污性能也得到明显改善。
　　 在上述工作的基础上，在LW-1合成原料的基础上引入间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠（SIPM），通过熔融缩聚法合成了新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2。研究了n（PEO-PPO嵌段聚醚）：n（SIPM）：n（DMT）（摩尔比）、催化剂用量、缩聚温度和缩聚时间等合成因素对LW-2亲水性和表面活性的影响，优化了LW-2合成工艺条件；利用红外光谱（IR）、凝胶渗透色谱（GPC）和X-射线衍射（XRD）等测试方法对对共聚物的的结构与理化性能表征和测试；。并将LW-2应用于涤纶织物亲水整理中，研究了LW-2的用量、焙烘温度、焙烘时间对涤纶织物亲水性的影响；同时测定了LW-2的抗静电性、易去污性、防沾污性及亲水性的耐洗性，最后将LW-1、LW-2和PPBC的应用性能进行了对比分析。研究结果表明：各合成因素对LW-2的亲水性和表面活性的影响存在一致性；新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2（简称LW-2）的优化缩合反应条件为：n（PEO-PPO嵌段聚醚）：n（SIPM）：n（DMT）=1:0.4:3、催化剂（二丁基氧化锡）用量0.04％（其质量占DMT与SIPM的质量和的百分数）、缩聚温度230℃和缩聚时间1h。LW-2的数均分子量为7564，红外光谱分析表明LW-2为预期的聚酯聚醚嵌段共聚物，XRD分析表明LW-2为非结晶物。LW-2浸轧整理的优化工艺为：用量：0.4g/L，焙烘温度和时间：170℃×120s；经过LW-2处理的涤纶织物具有良好的亲水性和耐洗性，织物的抗静电性能、易去污性能和防沾污性能也得到明显改善；将LW-1、LW-2和PPBC的性能进行比较发现，LW-1及LW-2较PPBC具有较高水溶性和表面活性，LW-1及LW-2整理涤纶织物亲水性及耐洗性相对PPBC均有较大提高。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前 言

1.1 涤纶亲水技术研究的必要性

1.2 涤纶亲水整理方法

1.2.1 纺丝改性

1.2.2 整理改性

1.3 亲水整理剂的发展概况

1.4 聚醚型聚酯亲水整理剂的研究概况

1.5 聚醚型聚酯亲水整理剂的作用机理

1.6 本课题的研究意义、创新点及内容

1.6.1 本课题的研究意义

1.6.2 本课题的创新点

1.6.3 本课题的研究内容

参考文献：

第二章 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1的合成

2.0 引言

2.1 实验部分

2.1.1 实验原料及仪器

2.1.2 实验装置

2.1.3 实验方法

2.1.4 测试与表征

2.2 结果与讨论

2.2.1 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1的研制

2.2.2 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1理化性能研究

2.3 本章小结

参考文献：

第三章 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1的应用研究

3.0 引言

3.1 实验部分

3.1.1 实验原料及仪器

3.1.2 实验方法

3.1.3 测试方法

3.2 结果与讨论

3.2.1 整理工艺因素对亲水性的影响

3.2.2 亲水整理后的涤纶织物的电子扫描显微镜(SEM)分析

3.2.3 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1的亲水性及耐洗性

3.2.4 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1的抗静电性能

3.2.5 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1的易去污性能

3.2.6 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1的柔软性能

3.2.7 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1的防沾污性能

3.2.8 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1对涤纶织物断裂强度的影响

3.3 本章小结

参考文献：

第四章 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2的合成

4.0 引言

4.1 实验部分

4.1.1 实验原料及仪器

4.1.2 实验装置

4.1.3 实验方法

4.1.4 测试与表征

4.2 结果与讨论

4.2.1 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2的研制

4.2.2 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2理化性能研究

4.2.3 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-1和LW-2的一些应用性能比较

4.3 本章小结

参考文献：

第五章 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2的应用研究

5.0 引言

5.1 实验部分

5.1.1 实验原料及仪器

5.1.2 实验方法

5.1.3 测试方法

5.2 结果与讨论

5.2.1 整理工艺因素对亲水性的影响

5.2.2 亲水整理后的涤纶织物的电子扫描显微镜(SEM)分析

5.2.3 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2的亲水性及耐洗性

5.2.4 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2的抗静电性能

5.2.5 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2的易去污性能

5.2.6 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2的的柔软性能

5.2.7 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2的防沾污性能

5.2.8 新型聚醚型聚酯亲水整理剂LW-2对涤纶织物断裂强度的影响

5.2.9 LW-1、LW-2和PPBC的应用性能比较研究

5.3 本章小结

参考文献：

第六章 结 论

致 谢

附 录