陽離子結(jié)合型烯基琥珀酸酐乳液防水加脂劑的制備及防水機(jī)理研究.pdf

1、隨著制革技術(shù)的不斷發(fā)展,皮革行業(yè)對(duì)成革的性能要求在不斷提高,尤其是對(duì)特殊性能皮革的要求極大的促進(jìn)了加脂劑的研究和開發(fā)。近年來,防水加脂劑的制備與應(yīng)用研究已成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)之一。
　　 本研究在催化劑和助溶劑作用下,以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DM)為主要單體,采用溶液自由基聚合法制備陽離子丙烯酸樹脂,并用其對(duì)烯基琥珀酸酐(ASA)進(jìn)行乳化制得陽離子結(jié)合型烯基琥珀酸酐乳液防水加脂劑。采用多種現(xiàn)代分

2、析手段對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和熱性能進(jìn)行了表征。
　　 本研究將制得的陽離子結(jié)合型烯基琥珀酸酐乳液防水加脂劑應(yīng)用于制革。通過對(duì)加脂工藝過程中各種工藝參數(shù)的控制確定了制備防水革的最佳工藝路線。并分析了各種工藝參數(shù)對(duì)皮革防水性、助染性、加脂劑的吸收率及成革感官、物性的影響。對(duì)陽離子結(jié)合型烯基琥珀酸酐乳液防水加脂劑的防水機(jī)理進(jìn)行了初步探討。
　　 研究結(jié)果表明:
　　 (1)確定較佳聚合工藝為:w(St):w(BA):w

3、(DM)=1:1:1,w(DMF)=50％,w(catalyst)=0.2％;聚合反應(yīng)溫度為90℃,在反應(yīng)初期加入1/3的引發(fā)劑,反應(yīng)1h,然后在1h內(nèi)緩慢滴加完剩余引發(fā)劑,繼續(xù)反應(yīng)2h既得產(chǎn)品。
　　 (2)透射電鏡(TEM)分析顯示乳液粒子呈規(guī)則的球形,顆粒表面光滑,粒子分布較為均一。ASA油滴外層包裹一層高分子乳化劑,起到了很好的分散作用,形成了一種穩(wěn)定的油狀液體。經(jīng)動(dòng)態(tài)激光光散射(DLLS)分析可知乳膠粒平均粒徑為165

4、.7nm。高效液相色譜(HPLC)分析顯示聚合體系非常接近實(shí)際單分散體系,且聚合物多為偶合終止產(chǎn)物。聚合物分子量約為2.1萬,分子易于擴(kuò)散,具有良好的乳化性能,在皮革內(nèi)部有良好的滲透性。X射線衍射(XRD)譜圖顯示反應(yīng)各單體本身自聚比例較小,共聚占絕大多數(shù),且該樹脂屬于非晶態(tài)聚合物。熱重(TG)分析表明,聚合物的起始分解溫度高于100℃,對(duì)于一般的生產(chǎn)要求均能達(dá)到。紅外光譜(FT-IR)證實(shí)了樹脂中各單體單元的存在,試驗(yàn)成功制得陽離子丙

5、烯酸樹脂。
　　 (3)應(yīng)用結(jié)果表明:陽離子結(jié)合型烯基琥珀酸酐乳液防水加脂劑使皮革的2h靜態(tài)吸水率降低到30％以下,動(dòng)態(tài)防水曲撓次數(shù)大于6000次,表面滴水透水時(shí)間大于24 h,并使皮革柔軟,表面絲光感增強(qiáng),提高了陰離子加脂劑和染料的吸收,增強(qiáng)了皮革的物理機(jī)械性能。
　　 (4)實(shí)驗(yàn)室自制的陰離子防水加脂劑和陽離子結(jié)合型烯基琥珀酸酐乳液防水加脂劑加脂劑配伍使用,當(dāng)以2％CAR-2+10％CAR-4+3％CAR-2的配伍方

6、案進(jìn)行加脂使用時(shí),皮革的防水效果最好,可以達(dá)到美國軍用防水革的標(biāo)準(zhǔn)。
　　 (5)采用電子掃描電鏡(SEM)從微觀角度來觀察皮革纖維形貌時(shí)可以看出纖維被防水加脂劑所包裹。通過皮革表面水滴接觸角的測試可以看出接觸角為124°,大于90°,不會(huì)被水所潤濕。按美國化學(xué)師與印染師協(xié)會(huì)(AATCC)測試方法對(duì)成革做噴淋試驗(yàn)為80分,具有防水性。
　　 (6)陽離子結(jié)合型烯基琥珀酸酐乳液防水加脂劑用于皮革加脂后能滲透到纖維的內(nèi)部,與

7、相鄰纖維間的部分羥基、氨基等含活潑氫的基團(tuán)結(jié)合,形成新的鍵合,如共價(jià)鍵、氫鍵等。沉積于纖維表面的高分子聚合物,由于活性羥基與皮革纖維間可形成新鍵以交叉鏈方式來連接,疏水基團(tuán)能夠阻礙水的滲透,從而阻止水分子滲入纖維空隙中,因此皮革的抗水性和強(qiáng)度有所提高。而部分高分子聚合物則滲透到皮革纖維的內(nèi)部并沉積在纖維表面,與相鄰纖維間的樹脂分子結(jié)合,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的無定形交織,增加了皮革的防水性和強(qiáng)度。
　　 以上研究表明:通過自由基聚合可制備