有机硅改性聚丙烯酸酯乳液的细乳液合成及应用.doc

浙江理工大学
材料与纺织学院

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摘要
聚丙烯酸酯因成膜性好，粘结性强，耐热等优点而被广泛运用于涂料印花粘合剂，但其存在胶膜硬度大，耐水性差，冷脆热黏等缺点而影响了印花产品的质量。聚硅氧烷疏水性强，链段柔顺，将含有乙烯基的聚硅氧烷对聚丙烯酸进行改性，能有效改善聚丙烯酸酯粘合剂的缺点，提高涂料印花的色牢度与手感。因而本文合成出双端乙烯基聚二甲基硅氧烷（diVi-PDMS），并将其用于改性聚丙烯酸酯，制得一种新型涂料印花粘合剂，使得涂料印花织物兼具良好的耐摩擦牢度和手感。主要研讨内容分为两部分：
第一部分：双端乙烯基聚二甲基硅氧烷的合成及表征。采用1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷为原料，以三氟甲基磺酸为催化剂，通过阳离子开环聚合合成双端乙烯基聚硅氧烷（diVi-PDMS）。研讨了催化剂用量，反应温度和反应时间对产物转化率和封端率的影响，优化了合成工艺条件并采用红外光谱（FTIR）和核磁共振（1H-NMR）对产物结构进行表征。结果表明：双端乙烯基聚硅氧烷（diVi-PDMS）的优化工艺条件为催化剂用量0.15%，反应温度70℃，反应时间6h，产物转化率达到91%,FTIR和1H-NMR谱图分析表明了产物为双端乙烯基聚硅氧烷（diVi-PDMS)。
第二部分：diVi-PDMS改性聚丙烯酸酯细乳液的合成及其功能研讨。采用便宜的双端乙烯基聚硅氧烷（diVi-PDMS）改性聚丙烯酸酯，通过细乳液聚合制得无机硅改性聚丙烯酸酯乳液。研讨了传统乳化剂（SDS:O-10）/可聚合乳化剂（V-20S）配比及用量，无机硅单体分子量对聚合不变性、乳液功能、胶膜功能及涂料印花功能的影响，并用红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TG）、差示扫描量热仪（DSC）等对聚合物的结构和功能进行测定和表征。结果表明：乳化剂配比为1.5:1:1、用量为6%时，聚合不变性及乳液不变性良好，乳液粒径小，分布窄，且相比传统乳化剂，复配可聚合乳化剂明显提升胶膜的力学功能；随着diVi-PDMS分子量的增大，胶膜交联度降低，耐水性降低，力学功能变差，涂料印花织物耐摩擦牢度变差，当diVi-PDMS分子量为约为1600时，胶膜水接触角为94.9°，吸水率为7.39%，印花织物干、湿摩擦牢度可达4级，手感柔软。红外分析表明产物为无机硅改性聚丙烯酸酯，DSC和TG分析表明经改性后聚合物的玻璃化温度降低，热分解温度提高，耐热不变性加强。
论文研讨表明，以双端乙烯基聚硅氧烷（diVi-PDMS）为改性单体，采用细乳液聚合，制备无机硅改性聚丙烯酸酯乳液粘合剂，运用于印花涂料，其印花织物耐干、湿摩擦牢度均达到4级，手感柔软，印花织物具有良好的耐摩擦牢度，又具有柔软的手感。
关键词：聚丙烯酸酯；双端乙烯基聚硅氧烷；细乳液聚合；涂料印花
Abstract
Polyacrylatehasbeenwidelyusedaspigmentprintingbinderbecauseofitsadvantages,suchasgoodfilm-formingability,strongadhesion,goodheatresistance,etc.However,thepolyacrylategenerallyexistsmanydefectswhichaffectthequalityoftheprintingproducts,suchashighhardness,poorpropertyofwaterproof,hotsticky-coolbrittleperformanceofthelatexfilm.Therearemanyadvantagesinpolydimethylsiloxane(PDMS),suchasgoodhydrophobicityandflexibility.PDMSwhichcontainsvinylgroupwasappliedinthemodificationofpolyacrylate,inordertoimprovethecolorfastnessandhandleofpigmentprintingfabric.Inthispaper,adoubleVinyl-terminatedpolydimethylsiloxane(diVi-PD