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为了提高普通氨基有机硅柔软剂整理织物后的回弹性以及耐久性,本文对普通氨基有机硅原油封端的聚氨酯改性进行研究,研制出一种新型的反应性织物整理剂。先将二异氰酸酯(OCN-R-NCO)中的异氰酸酯基与氨基硅油中的伯胺上的活泼氢进行反应,再对异氰酸酯基进行封端,最后对聚氨酯改性硅油进行乳化。当该整理剂对织物进行浸轧焙烘整理时,封端的异氰酸酯基仅仅受温度影响会解封释放出异氰酸酯基团,高活泼性的异氰酸酯基能够与纤维素纤维中的羟基(-OH)进行反应,赋予织物以优良的应用性能。并且该整理剂属于环境友好型,因而具有极大的应用价值。
本文通过分子设计,合成出聚氨酯改性有机硅原油。二异氰酸酯中具有高活性的异氰酸酯(-NCO)基团,很容易与水分子中的羟基(-OH)发生反应,但是制备过程中的封端反应必须在饱和的亚硫酸氢钠水溶液中进行,所以该反应是涉及到两相的反应,我们必须对反应条件进行严格的控制。通过大量的实验,本文确定出反应温度为55~65℃,反应时间为4~5h,异丙醇溶剂与氨基硅油的质量比为3:2,即可得到聚氨酯改性有机硅原油预聚体的合成条件;然后用饱和的亚硫酸氢钠水溶液进行封端,封端之后,通过红外光谱测试验证了聚氨酯改性有机硅原油分子结构的正确性。实验最终选择复配型的乳化剂乳化后,得到聚氨酯改性有机硅整理剂。经过各种物理及化学性能测试表明该产品的稳定性。在得到聚氨酯改性有机硅整理剂的基础上,本文又进行了大量的应用性工艺实验,采用单因子和正交的实验方法确定出最佳工艺条件,即:织物→浸轧(一浸一轧,轧余率75%)→烘干(110℃×120s)→焙烘(170℃×80s);其中阴离子型聚氨酯自交联性有机硅整理剂的用量为:40g/L。然后在此确定的工艺条件下处理织物,并和改性前的氨基有机硅柔软剂处理纯棉织物的效果进行比较,结果发现:经阴离子型聚氨酯自交联性有机硅整理剂整理后棉织物的弹性回复角比原氨基有机硅柔软剂提高41度;手感比原氨基有机硅柔软剂提高2级;棉织物经向的断裂强力提高112N,纬向的断裂强力提高43.64N;织物的平整度提高1个等级;织物的缩水率经纬向均改善3.5%。由此,我们得出,应用于该整理剂整理纯棉织物时,不但使织物获得良好的回弹性和耐水洗性能,而且织物的手感滑爽、强力损失减少、尺寸稳定性变好,具有实际的应用推广价值。
本课题的研究成果在深圳先进华联精细化工有限公司试生产1吨,获得成功并已投放市场。