新型含全氟短碳鏈拒水拒油整理劑的合成與應(yīng)用.pdf

1、為滿足特殊環(huán)境下作業(yè)的要求，經(jīng)拒水拒油整理的紡織品發(fā)展越來越迅速，應(yīng)用也越來越廣泛，其中含氟拒水拒油整理劑因其優(yōu)異的“三防”性能在功能整理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。含全氟長碳鏈(-CnF2n+1，n≥8)的有機(jī)氟化合物，特別是含全氟辛基磺?；衔?PFOS)和全氟辛酸化合物(PFOA)，因其極低的表面自由能、優(yōu)良的憎水憎油、透氣性，以及耐洗、防污和易去污性能，而被作為織物整理劑廣泛地應(yīng)用于織物染整行業(yè)。但研究發(fā)現(xiàn)PFOS在環(huán)境中的自然降解能

2、力低、生物累積性高、有遠(yuǎn)距離遷移性，歐盟議會已通過決議，全面禁止PFOS在商品中的使用，因此開發(fā)新的、環(huán)境友好型的含全氟短碳鏈(-CnF2n+1，n＜8)的織物整理劑來替代PFOS已刻不容緩。
　　本文以自制的新型表面活性劑N-丙基-N-羥乙基全氟己基磺酰胺為原料，通過醇解反應(yīng)合成了含全氟短碳鏈丙烯酸酯單體——N-丙基全氟己基磺酰胺基乙基丙烯酸酯(C6F13SO2N(C3H7)CH2CH2OCOCH=CH2)，并將所得含氟單體與丙

3、烯酸十八酯、丙烯酸-2-羥乙酯進(jìn)行乳液聚合，進(jìn)而制得織物整理劑，再將其應(yīng)用于純棉織物。
　　本研究主要分為三個部分:
　　(1)以N-丙基-N-羥乙基全氟己基磺酰胺為原料通過醇解反應(yīng)合成新型含全氟短碳鏈的丙烯酸酯單體，并用紅外光譜、核磁共振氫譜和碳譜表征其結(jié)構(gòu)。通過探討溶劑、溫度、時間和反應(yīng)物配比對產(chǎn)率的影響，得出合成含氟丙烯酸酯單體的優(yōu)化條件為:溶劑為三氯甲烷，反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)時間為7h，N-丙基-N-羥乙基全氟己基

4、磺酰胺∶丙烯酰氯∶正丙胺=1∶2.5∶2.5(mol/mol)。
　　(2)將含氟單體與丙烯酸十八酯、丙烯酸-2-羥乙酯進(jìn)行乳液聚合，制得織物整理劑，并用紅外光譜表征其結(jié)構(gòu)。通過討論引發(fā)劑濃度、乳化劑濃度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間對乳液聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和性能的影響，得到合成織物整理劑的優(yōu)化條件為:引發(fā)劑過硫酸銨的濃度為0.8％(w/w)，混合乳化劑(OP∶SDS=2∶1(w/w))的濃度為4％(w/w)，反應(yīng)溫度為75℃，反應(yīng)時間為4h。

5、
　　(3)將所得整理劑，處理純棉織物。通過討論整理劑中含氟丙烯酸酯單體的含量、整理液中整理劑的濃度、焙烘溫度和焙烘時間對織物拒水拒油效果的影響，得到優(yōu)化整理工藝為:整理劑中含氟丙烯酸酯單體含量為60％(mol/mol)，整理液體系中整理劑的濃度為6％(w/w)，焙烘溫度為160℃，焙烘時間為120s。經(jīng)該工藝整理后的織物具有良好的拒水拒油效果，對水的接觸角可達(dá)138.5°，對液體石蠟的接觸角達(dá)到126.8°，對正十四烷的接觸角也