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多孔型苯丙胶乳膜的构建及其在织物整理中的应用

作　者: 叶佳佳
导　师: 沈一峰；杨雷
学　校: 浙江理工大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 细乳液聚合粘合剂胶乳膜涂料染色透气性
分类号: TS195.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

涂料染色（印花）具有工艺简单,色谱齐全,后处理方便,固色后一般无需汽蒸和水洗的特点,是印染行业实现清洁生产、节能减排的有效途径。粘合剂是涂料染色（印花）工作液的重要组成部分,其中水分散型粘合剂因具有环保的优点,在涂料染色、印花、功能涂层整理等领域得到了广泛的应用。焙烘时,粘合剂在织物表面成膜,将颜料或其它整理物固着在织物表面,但同时引起织物透气性的降低,因此其性能的优劣决定了染色和整理织物的牢度、手感以及舒适性。针对上述问题,课题以苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚胶乳为模拟物,分别研究了乳胶粒的结构和水溶性聚合物对胶乳的成膜过程以及膜结构的影响,并探讨了小分子乳化剂在膜表面的分布规律,通过上述研究提出了一种改善织物透气性的方法,并得出如下结论:间歇-半连续细乳液聚合可制得具有核壳结构的乳胶粒。通过调节滴加单体的配方,调整了中间层聚合物的交联密度。随着交联密度的增大,膜的连续性降低,但无法实现膜的多孔性。添加水溶性聚合物后,胶乳成膜过程仍然可分为三个阶段:乳胶粒的充填、聚并及粒子间聚合物链的相互扩散。然而,聚乙二醇（PEG）降低了阶段一结束时胶乳的固含量以及阶段二中水的蒸发速率,并在膜中形成“指状”的分散相,分散相的平均尺寸约为6.6μm。加入PEG后,膜的拉伸性能和透光性有所降低。聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）对成膜过程及膜性能的影响与PEG相反。其在膜中形成的分散相的形态和尺寸由PVP的分子量和浓度共同决定。当质量浓度小于15%时,PVPK30（Mn=10,000 g·mol₁）的分散相为“指状”,平均尺寸约为1.3μm。浓度增至15%后,分散相转变为近“球形”,平均尺寸降为0.3μm。当浓度为15%至25%时,PVPK15（Mn=2,000 g·mol₁）的分散相始终呈现“指状”,平均尺寸约为6.0μm。加入PVP后,膜的拉伸性能降低,但透光性则有所提高。胶乳膜经洗涤后,膜内出现孔结构,孔的形状及大小由PVP或PEG分散相的初始形态和尺寸决定。将改性胶乳用于织物整理和涂料染色,与改性前的相比,水洗后改性胶乳整理织物的透气性得到明显提高,接近整理前水平。PVP和PEG基本不影响染色织物的色光以及摩擦牢度。以衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术研究了小分子乳化剂十二烷基硫酸钠（SDS）在膜中的分布,发现:与膜/空气表面相比,膜/基材界面的SDS浓度更高,且极易迁移。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章文献综述  10-25
  1.1 引言  10
  1.2 乳液聚合  10-13
    1.2.1 常规乳液聚合  11-12
    1.2.2 细乳液聚合  12-13
  1.3 乳液成膜  13-18
    1.3.1 胶乳成膜理论  14-16
    1.3.2 各因素对胶乳成膜的影响  16-17
    1.3.3 其它关于胶乳成膜的研究  17-18
    1.3.4 关于胶乳膜渗透性的改善的研究  18
  1.4 乳液型粘合剂在印染行业的研究现状  18-19
  1.5 课题的提出及主要研究内容  19-21
  参考文献  21-25
第二章核壳结构苯丙乳液的制备及其成膜性研究  25-36
  2.1 引言  25-26
  2.2 实验部分  26-29
    2.2.1 实验材料及精制  26-27
    2.2.2 实验及测试仪器  27
    2.2.3 制备工艺  27-28
      2.2.3.1 核壳结构胶乳的制备  27-28
      2.2.3.2 乳液成膜  28
    2.2.4 测试与表征  28-29
      2.2.4.1 单体转化率的测定  28-29
      2.2.4.2 聚合物凝胶含量的测定  29
      2.2.4.3 乳胶粒的粒径及形态测试  29
      2.2.4.4 核壳型胶乳膜的结构表征  29
  2.3 实验结果与讨论  29-34
    2.3.1 核壳结构的胶乳的表征  29-32
      2.3.1.1 核壳结构乳胶粒粒径及粒子数的研究  29-31
      2.3.1.2 胶乳粒的形态研究  31-32
      2.3.1.3 凝胶含量的测定  32
    2.3.2 特定结构胶乳成膜性及膜结构研究  32-34
  2.4 本章小结  34-35
  参考文献  35-36
第三章水溶性聚合物PVP 和PEG 对胶乳成膜过程及膜结构的影响  36-50
  3.1 引言  36-37
  3.2 实验部分  37-39
    3.2.1 实验材料及仪器  37
    3.2.2 制备工艺  37-38
      3.2.2.1 胶乳的制备  37
      3.2.2.2 胶乳膜的制备  37-38
    3.2.3 测试与表征  38-39
      3.2.3.1 单体转化率的测定  38
      3.2.3.2 胶乳粒的粒径测定  38
      3.2.3.3 胶乳成膜干燥速率的测定  38
      3.2.3.4 胶乳膜的结构表征  38-39
  3.3 实验结果与讨论  39-48
    3.3.1 胶乳的基本特性  39
    3.3.2 PVP 对胶乳成膜过程及膜结构的影响  39-46
      3.3.2.1 PVP 对胶乳干燥速率的影响  39-41
      3.3.2.2 PVP 对胶乳膜结构的影响  41-45
      3.3.2.3 成膜温度对含PVPK30 的胶乳干燥速率及膜结构的影响  45-46
    3.3.3 PEG10000 对胶乳成膜过程及膜结构的影响  46-48
  3.4 本章小结  48-49
  参考文献  49-50
第四章改性聚合胶乳在棉织物上的应用  50-61
  4.1 引言  50
  4.2 实验部分  50-53
    4.2.1 实验材料及仪器  50-51
    4.2.2 膜的制备及胶乳的应用工艺  51-52
    4.2.3 测试与表征  52-53
      4.2.3.1 胶乳膜的拉伸性能测试  52
      4.2.3.2 胶乳膜透光率的测定  52
      4.2.3.3 胶乳整理织物的表面分析测试  52
      4.2.3.4 胶乳整理织物透气性测试  52
      4.2.3.5 涂料染色织物摩擦色牢度测试  52-53
  4.3 实验结果与讨论  53-59
    4.3.1 PVP 以及PEG 改性胶乳膜的性能研究  53-55
      4.3.1.1 胶乳膜的透光性  53-54
      4.3.1.2 胶乳膜的拉伸性能  54-55
    4.3.2 PEG 及PVP 对胶乳整理棉织物的透气性研究  55-59
      4.3.2.1 织物表面分析测试  55-56
      4.3.2.2 水溶性聚合物对整理织物透气性的影响  56-58
      4.3.2.3 PVP 或PEG 对涂料染色织物色光及摩擦牢度的影响  58-59
  4.4 本章小结  59-60
  参考文献  60-61
第五章乳化剂在胶乳膜表面分布的研究  61-69
  5.1 引言  61
  5.2 实验部分  61-63
    5.2.1 实验材料及仪器  61-62
    5.2.2 制备工艺  62
      5.2.2.1 聚合工艺  62
      5.2.2.2 乳液成膜  62
    5.2.3 测试与表征  62-63
      5.2.3.1 乳胶粒粒径的测试  62-63
      5.2.3.2 胶乳膜表面分析测试  63
  5.3 实验结果与讨论  63-67
    5.3.1 胶乳的基本性质  63
    5.3.2 SDS 特征峰的选定  63-64
    5.3.3 SDS 在胶乳膜F/S 和F/A 界面分布的研究  64-67
  5.4 本章小结  67-68
  参考文献  68-69
第六章结论与建议  69-71
  6.1 结论  69-70
  6.2 建议  70-71
致谢  71-72
本人在攻读硕士学位期间已发表或拟发表的论文  72

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