納米雜化長碳鏈有機硅防水涂層的制備與應用.pdf

1、含氫硅油（PHMS）具有優(yōu)異的防水性，這是因為其分子中存在大量活性Si-H鍵，在適當條件下，PHMS可以水解縮聚形成網狀結構，在織物表面交聯成膜。在有機鉑催化劑作用下，含氫硅油分子中的Si-H鍵能與含有不飽和鍵的化合物如烯烴，進行硅氫加成反應，從而制備出改性硅油，在保留含氫硅油本身所具有的特點的同時，還能賦予其改性基團所具備的性能。烷基是常見的疏水基團，將其加入防水劑中，在一定的整理條件下，可以使其附著在織物表面，達到疏水效果，且長鏈烷

2、基還具有賦予織物柔軟性能的特點。通常將溶膠-凝膠法制備的納米SiO2溶膠用于織物整理，使織物表面具有一定粗糙度，并結合結構改性，進一步增強織物表面的疏水性。基于此，本文制備了長碳鏈改性硅油，與納米SiO2溶膠共同應用于織物整理中。并合成了長碳鏈/烷氧基共改性硅油和氨基功能改性納米SiO2溶膠，結合偶聯劑KH-560共同應用于織物的整理中。此外，制得了一種新型納米雜化長碳鏈改性硅樹脂，不但簡化了織物整理步驟，也取得了較好的疏水性能。本文具

3、體研究內容如下:
　　(1)以Si-H含量為0.16％的含氫硅油（PHMS-0.16％）和C8-18的α-烯烴為原料，有機鉑為催化劑，制得了長碳鏈改性硅油(PL)，并對其進行乳化。通過溶膠-凝膠法制備了納米SiO2溶膠。使用PL與納米SiO2溶膠通過兩步法對織物進行整理。用紅外光譜(IR)和核磁共振氫譜(1H-NMR)對所得產物進行結構表征，對PL乳液粒徑及ξ電位進行了測定，并研究了不同因素對應用性能的影響及織物的耐洗性。結果表明

4、:經十六烯改性后的硅油即十六烷基硅油(PL3)與納米SiO2溶膠共整理后織物防水性和柔軟性較好，PL3乳液的平均粒徑為147.3nm，ξ電位為+31.5mV;當PL3黏度為800mPa·s、PL3浴液濃度為2％（質量分數）、焙烘溫度為160℃、焙烘時間為3min時，織物經整理后白度為74.07％，彎曲剛度為885mN，表面靜態(tài)接觸角可達142.1°;織物的耐洗性能一般。通過掃描電鏡(SEM)可觀察處理后纖維表面具有大量納米微突體，粗糙度

5、顯著增加。
　　(2)以PHMS-0.16％、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、十六烯(HDE)為原料，有機鉑為催化劑，制備了長碳鏈/烷氧基共改性硅油(PHV)，并對其進行乳化。通過溶膠—凝膠法制備氨基改性納米硅溶膠(KH550-SiO2)，結合PHV乳液、KH-560共同應用于織物整理。用IR和1H-NMR對所得產物進行結構表征，并測定KH550-SiO2的平均粒徑為224.1nm。研究了KH-560對織物耐洗性的影響以及整理劑用

6、量對織物性能的影響。結果表明，KH-560能增加織物表面粘附力，將納米粒子緊密結合在織物表面，增強織物的耐洗性;當PHV浴液濃度為2％時，整理后織物彎曲剛度為874mN，白度為73.57％，織物表面的靜態(tài)接觸角為145.1°，綜合性能達到最佳。
　　(3)將PL3和PHMS-0.16％分別與TEOS進行水解縮聚，制得兩種不同納米雜化有機硅硅樹脂PLSO和PSO，并分別對其進行乳化。用IR對產物結構進行表征。對比經兩種樹脂整理后織物

7、的疏水性能，并研究了不同因素對應用性能的影響。結果表明，經PLSO乳液整理后織物的防水效果好于PSO;當PL3中留置Si-H含量為0.048％(PLSO-4)時，經其整理后織物防水性和柔軟性較好;當PLSO-4浴液濃度為2％、焙烘時間為3min時，整理后織物的彎曲剛度為831mN，白度為74.37％，靜態(tài)接觸角為140.3°，且具有良好的耐洗性，綜合性能較好。通過SEM觀察處理后纖維表面形貌，可觀察到許多納米微突體，織物表面粗糙度增加。