水性聚氨酯的合成与应用.docx

摘要活性染料是纤维素纤维染色的主要染料，但活性染料的湿摩牢度很低。虽然国际标准及国内标准都规定湿摩牢度2-3级即可达标，但近年来消费者对湿摩牢度的要求越来越苛刻，往往要求3级以上才能接受，而目前染色纺织品尤其是深浓色纺织品的湿摩擦牢度往往达不到要求。因此提高湿摩牢度已成为困扰印染界的一大难题。本课题合成出一种新型的以二异氟酸酯和低分子聚酸为原料的、本钱适中的、集吸附、沉淀、成膜、固色、交联五种机理于一身的水性聚氨酯型湿摩擦牢度提升剂湿摩提升剂CW),确定了其合成工艺：n(PPG)/n(PEG)=1:1,R值JNCo/-0H的物质的量比)二,二羟甲基丙酸(DMPA)用量为3.07%,扩链剂二乙烯三胺和交联剂环氧氯丙烷与MDl的物质的量之比为1:1:1;预聚反响温度为70C,预聚反响时间为h；与二乙烯三胺的反响温度为50C,时间为2h；与环氧氯丙烷反响温度为50C,时间为30min°通过实验摸索，确定了湿摩牢度提升剂CW的应用工艺：两浸两轧(湿摩提升剂CW30gl,整理液PH值为78,轧液率为液00%为0%)f烘干(I(XrC)焙烘(150pC×120S)应用结果说明，织物经湿摩提升剂CW处理后，湿摩擦牢度明显提高，到达3级。本课题的创新点在于将在溶剂型聚氨酯合成中所用的原料MDI移植到水性聚氨酯的合成工艺中，为MDl在水性聚氨酯方面的应用开辟新路。关键词湿摩擦牢度提升剂；活性染料；二苯基甲烷二异氟酸酯(MDI)；合成；应用AbstractReactivedyeisthemaindyeincellulosicfibersdyeing,butthewetrubbingfastnessofreactivedyesisverypoor.Theinternationalstandardsanddomesticstandardsallowthewetrubbingfastnessislevel2-3,butconsumershavebecomesoincreasinglyharshdemandingforthewetrubbingfastnessinrecentyearsthattheyoftenrequirethestandardisabovelevel3.However,thepresentdyeingtextiles,especiallythetextilesindeepcolorarenotabletosatisfytheconsumers.Therefore,toimprovethewetrubbingfastnesshasbecomeamajorchallengepersecutingcurrentdyeingindustry.Anewtypeofmoderateaqueouspolyurethane-typewetrubbingfastnessimproverwhichiscalledaswetrubbingfastnessimproverCWwassynthesized.Theimproverismadeupofdiisocyanateandlowmolecularpolyetherandworkswithfivemechanismsinone-adsorption,precipitation,filmforming,fixing,andcross-linking.Thesynthesisprocessisdeterminedasfollows:n(PPG)/n(PEG)=1:1:1;Rvalues(-NCO;dimethylolpropionicacid(DMPA)dosageof3.07%;themountratioofchainextenderagentdiethylenetriamine,epichlorohydrincross-linkerandMDI1:1:1;pre-polymerizationtemperature70cpre-polymerizationtime2.5h;diethylenetriaminereactiontemperature50°C,reactiontime2h;theepichlorohydrinreactiontemperature50,reactiontime30min.Throughexperiments,theapplicationprocessofwetrubbingfastnessimproverCWisestablishedasfollows:two-dip-two-nip(CW30g/1,pH78,pick-up100%110%)drying(100)curing(150C×120S)ApplicationresultsshowthatthroughthewetrubbingfastnessimproverCWtreatment,thewetrubbingfastnessisimprovedobviouslyandreachesuptolevel3.Theinnovationofthisresearchisthatthesolvent-basedpolyurethanerawmaterialsMDIareexchangedintowater-basedpolyurethanesyntheticprocess,asopensupanewroadintheapplicationofMDIinwater-basedpolyurethane.Keywords:wetrubbingfastnessimprover;reactiveDyes;diphenylmethanediisocyanate(MDI);synthesis;application目录摘要Abstract11第1章文献综述1活性染料湿摩擦牢度低的原因11.活性染料的分子结构11.染色织物的原因11 .水质的原因2皂洗对湿摩牢度的影响2湿摩擦牢度提升剂开展概况2吸附沉淀型湿摩擦牢度提升剂3交联型湿摩擦牢度提升剂3成膜覆盖隔离型湿摩擦牢度提升剂3固色剂型湿摩擦牢度提升剂3综合型湿摩擦牢度提升剂4聚氨酯产品开展概况4第2章水性聚氨酯的理论根底6引言6水性聚氨酯的制备方法6外乳化法7自乳化法7.1预聚体法7.2NCO丙酮法（相转变法）7.3熔融分散法8.4酮亚胺一酮连氮法8.5保护端基法8.6预聚体分散水中扩链法8合成水性聚氨酯的原料8低聚物多元醵8异氟酸酯9233扩链剂91.1.4 内乳化剂9中和剂（成盐剂）101.1.6 溶剂101.1.7 水102.4 异氟酸酯的反响机理102,异氟酸酯与醇的反响112,异氟酸酯与水的反响112,异氨酸酯与氨的反响112.5 聚氨酯与其它高聚物的共聚和共混原理112.5.1 内交联122.5.2 外交联122.6 水性聚氨酯在纺织工业中的应用122.6.1 染色和印花助剂132.6. 染色助剂132.7. 1.2印花助剂13262后整理剂132.7.1.1 柔软剂132.7.1.2 防皱整理剂142.7.1.3 水透气涂层整理剂142.7.1.4 仿鹿皮整理剂142.7.1.5 仿麻整理剂152.7.1.6 抗静电和亲水整理剂152.627羊毛防缩整理剂152.6.2.8 织物外表涂层剂162.6.2.9 印花制版用感光胶16本课题的研究内容17研究意义17研究思路17合成反响方程式18湿摩擦牢度提升剂CW的作用机理19.1成膜覆盖机理192.6.4.2 成盐机理2027.4.3吸附、交联、固色机理202.8 本章小结20第3章实验局部223.1 水性聚氨酯合成实验22合成实验药品与仪器、设备22合成实验过程233.2 湿摩擦牢度提升剂CW的应用实验23应用实验药品及仪器24应用实验过程243.3 性能测试24331性能测试所用仪器243.3.2胶膜的制备24333固含量的测定25预聚体中.NCO质量分数的测定25游离的NCO含量的测定二正丁胺法25粘度的测定26乳液储存稳定性测试26红外光谱测试26摩擦牢度等级的测试263.4 本章小结26第4章结果与讨论284.1 合成反响原料对湿摩擦牢度的影响284.1.1 聚酸多元醇类别对湿摩擦牢度的影响284l2n(PPG-1000)n(PEG-1000)值对湿摩擦牢度的影响294.1.3 不同的二异氟酸酯对湿摩擦牢度的影响304.1.4 n(NCO)n(OH)(R值)对湿摩擦牢度的影响324.1.5 二乙烯三胺和环氧氯丙烷的参加对湿摩擦牢度的影响334.1.6 二乙烯三胺、环氧氯丙烷和MDI的比例对湿摩擦牢度的影响344.1.7 MPA用量对湿摩擦牢度的影响354.1.8 DMPA的参加方法对湿摩擦牢度的影响364.2 影响聚氨酯乳液粘度和稳定性的因素364.2.1 DMPA用量对聚氨酯乳液粘度的影响364.2.2 DMPA用量对聚氨酯乳液稳定性的影响374.2.3 有机溶剂对聚氨酯乳液粘度的影响384.2.4 聚酸二元醇对聚氨酯溶液稳定性的影响384.2.5 R值对聚氨酯乳液粘度和稳定性的影响394.2.6 含固量对聚氨酯乳液稳定性的影响394.2.7 搅拌速度或剪切力对聚氨酯乳液稳定性的影响40反响温度和时间确实定404.预聚反响温度与聚氨酯物理状态的关系404.预聚反响时间确实定404.扩链反响温度及时间确实定414.二乙烯三胺和环氧氯丙烷反响的温度和时间确实定414.4红外光谱分析424.4.1 聚氨酯预聚体的红外光谱分析424.4.2 湿摩牢度提升剂CW的红外光谱分析43湿摩擦牢度提升剂CW应用工艺探讨441.1.1 工作液浓度确实定441.1.2 轧液率确实定451.1.3 工作液PH值确实定461.1.4 焙烘温度、焙烘时间确实定461.1.5 浸轧次数确实定464.6 用于工业生产该聚氨酯原料本钱的计算474.7 误差分析47471仪器与药品误差474.7.2操作误差474.8 本章小结48结论49参考文献51攻读硕士学位期间发表的论文55致谢56第1章文献综述活性染料湿摩擦牢度低的原因活性染料具有色谱齐全、色泽鲜艳、匀染性好、本钱低廉、应用方便等优点。因此活性染料被广泛应用，目前活性染料己经成为主要的染料品种之一，它的产量和品种在逐年大幅度的增长。活性染料可以和纤维上的某些基团发生化学反响，生成共价键，使染料和纤维成为同一个大分子，从而大大提高了被染织物的染色牢度。但是活性染料在与纤维形成共价键的同时还存在着共价键的水解反响。这种水解反响是不可逆的，水解后的染料局部甚至彻底失去了与纤维固着的活性，并且被水解后的染料具有与活性染料相近的亲和力，可以被纤维吸附成浮色的一局部。另外，在测试活性染料的湿摩擦牢度的时候，游离的染料会通过游移作用由被测试织物转移到测试白布上，并且因为摩擦力大，织物上的局部染色茸毛会纠缠成粒而转移到试验白布上，这使得活性染料的湿摩擦牢度很低。一般来讲，活性染料的湿摩擦牢度要比其干摩擦牢度低2级左右。过去人们认可这一事实，并不太在意。随着生活水平的提高，消费者对纺织品的质量要求越来越高。虽然国际标准及国内标准都规定活性染料的湿摩牢度23级达标，但近年来客户往往要求3级以上，而目前染色纺织品尤其是深浓色纺织品的湿摩擦牢度往往达不到这一要求。因此如何提高湿摩牢度已成为困扰印染界的一大难题。关于影响活