鐘 欣,劉伶俐,章曉雨,隋曉鋒,毛志平,鐘 毅

(東華大學 a. 化學化工與生物工程學院;b. 生態(tài)紡織教育部重點實驗室,上海 201620)

互穿網(wǎng)絡型涂料印花黏合劑的制備及應用

鐘 欣a,b,劉伶俐a,b,章曉雨a,b,隋曉鋒a,b,毛志平a,b,鐘 毅a,b

(東華大學 a. 化學化工與生物工程學院;b. 生態(tài)紡織教育部重點實驗室,上海 201620)

以交聯(lián)聚二甲基硅氧烷(PDMS)作為網(wǎng)絡I,聚丙烯酸酯(PA)作為網(wǎng)絡II,合成了互穿聚合物網(wǎng)絡型(IPNs)乳液．通過探究網(wǎng)絡I的催化劑十二烷基苯磺酸(DBSA)質(zhì)量分數(shù)、交聯(lián)劑正硅酸四乙酯(TEOS)質(zhì)量分數(shù),網(wǎng)絡II的引發(fā)劑過硫酸鉀(KPS)質(zhì)量分數(shù)等因素,優(yōu)化合成工藝,并分析IPNs膠膜的力學性能、微觀形態(tài)、熱失重性能．結(jié)果表明,IPNs乳液最佳合成工藝為制備網(wǎng)絡I時DBSA質(zhì)量分數(shù)為10%、TEOS質(zhì)量分數(shù)為3%,制備網(wǎng)絡II時KPS質(zhì)量分數(shù)為0.3%～0.5%．將IPNs乳液應用于涂料印花,印花織物手感柔軟,于低溫烘干即具有良好的耐摩擦牢度,無需焙烘．

互穿聚合物網(wǎng)絡(IPNs);黏合劑;涂料印花;聚二甲基硅氧烷;聚丙烯酸酯

涂料印花是借助于黏合劑將不具親和性、反應性顏料黏著在纖維表面而形成所需圖案的一種特殊的印花方法[1]．涂料印花具有很多明顯的優(yōu)點,如對印花織物沒有選擇性、印花輪廓清晰、工藝簡單、生產(chǎn)流程短、節(jié)水節(jié)能、環(huán)保性好等,被應用于超過80%的印花織物[2]．涂料印花色漿中主要包括顏料、黏合劑、增稠劑,還可添加交聯(lián)劑、柔軟劑、消泡劑、吸濕劑等組分[3]．其中,黏合劑是影響印花織物手感和牢度的重要因素．

聚丙烯酸酯乳液制得的涂料具有良好的黏附性、透明性、耐候性、耐污染性以及耐酸堿性[4],是現(xiàn)今印花行業(yè)廣泛使用的黏合劑．但常規(guī)的聚丙烯酸酯乳液型涂料印花黏合劑常存在印花織物手感較硬、牢度差及“熱黏冷脆”[5]等缺點．有機硅聚合物具有良好的耐水性、熱穩(wěn)定性以及柔軟性[6],已成為改性聚丙烯酸酯乳液的研究熱點,制備有機硅-聚丙烯酸酯互穿聚合物網(wǎng)絡(IPNs)是改性聚丙烯酸酯的有效方法之一．IPNs是由兩種或多種聚合物分子鏈相互貫穿,并至少有一種聚合物分子鏈以化學鍵的方式交聯(lián)而形成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)[7]．IPNs獨特的化學共混方法和網(wǎng)絡互穿結(jié)構(gòu)及強迫互溶、協(xié)同作用、界面互穿等特點,賦予其獨有的性能[8]．一些研究者將IPNs技術(shù)應用于有機硅對聚丙烯酸酯的改性,取得了一定進展．文獻[9]通過二步法合成有機硅/聚丙烯酸酯順序互穿結(jié)構(gòu)膜,具有良好的阻尼性能．文獻[10]制備了具有IPNs結(jié)構(gòu)的有機硅改性苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚乳液型紙張涂料,耐溶劑性與耐水性均優(yōu)于苯丙乳液．文獻[11]通過微乳液聚合法,使丙烯酸酯類單體和有機硅類功能性單體形成同步IPNs結(jié)構(gòu),研制出一種涂料印花新型環(huán)保黏合劑,經(jīng)130 ℃焙烘1.5 min 后具有較好的牢度．

本文在前人研究基礎上,將交聯(lián)聚硅氧烷作為網(wǎng)絡I,自交聯(lián)酮肼聚丙烯酸酯作為網(wǎng)絡II,采用依次乳液聚合的方法,合成出一種免焙烘型印花黏合劑乳液．由于有機硅與丙烯酸類單體引發(fā)聚合最優(yōu)條件差異較大,同步反應不易形成有效界面互穿,故在已形成的聚硅氧烷網(wǎng)絡中加入丙烯酸酯單體,二次引發(fā)進行化學共混,大大提高了聚硅氧烷與聚丙烯酸酯的相容性．本文主要研究網(wǎng)絡I的催化劑用量和交聯(lián)劑用量、網(wǎng)絡II的引發(fā)劑用量對互穿網(wǎng)絡型乳液合成的影響,并分析乳液性能;以該乳液作為涂料印花黏合劑探究焙烘溫度、黏合劑用量、交聯(lián)劑用量對印花織物性能的影響．

1 試驗部分

1.1 織物及藥品

織物: 純棉機織漂白布(120.0 g/cm2,華紡股份有限公司)．

藥品: 八甲基環(huán)四硅氧烷(D4),工業(yè)級,廣州市聚成兆業(yè)有機硅原料有限公司;正硅酸四乙酯(TEOS)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、過硫酸鉀(KPS)、氨水(NH3·H2O)均為化學純,國藥集團化學試劑有限公司;十二烷基苯磺酸(DBSA),工業(yè)級,臨沂市綠森化工有限公司;己二酸二酰肼(ADH)、雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)均為化學純,百靈威科技有限公司;異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚(1309),工業(yè)級,美國美孚試劑有限公司;顏料藍,工業(yè)級,廣州佰藝印花材料公司;增稠劑(PTF),工業(yè)級,美國亨斯邁有限公司．

1.2 聚合方法

1.2.1 交聯(lián)聚二甲基硅氧烷(PDMS)乳液的合成

預乳化．取一定量的復合乳化劑(1309、SDBS、SDS)、催化劑(DBSA)、單體(D4、TEOS)、蒸餾水放入燒杯中,高速分散20 min,得到單體預乳化液．

聚合．在裝有數(shù)顯攪拌器、回流冷凝器、恒溫加熱裝置及溫度計的四口燒瓶中進行乳液聚合反應．將全部預乳化液加入燒瓶,加熱至80 ℃,恒溫反應一段時間．停止反應,降溫至40 ℃左右,用氨水調(diào)節(jié)pH值至約7.5,出料．

1.2.2 有機硅改性聚丙烯酸酯IPNs乳液的合成

預乳化．取一定量的復合乳化劑(1309、SDBS、SDS)、單體(BA、MMA、St、)、交聯(lián)單體(DAAM)、蒸餾水放入燒杯中,冰浴下高速分散20 min,得到單體預乳化液．

聚合．在裝有數(shù)顯攪拌器、回流冷凝器、恒溫加熱裝置及溫度計的四口燒瓶中進行乳液聚合反應．在燒瓶中加入第一步合成的聚二甲基硅氧烷乳液,將三分之一的丙烯酸酯預乳化單體在攪拌下均勻滴入聚二甲基硅氧烷乳液中,升溫至50 ℃,攪拌一定時間,充分混勻;加入三分之二引發(fā)劑,升溫至73～75 ℃,保溫30 min后滴加剩余單體,滴加時間1.5 h;升溫至80 ℃,滴加剩余引發(fā)劑,保溫2 h;降溫至45 ℃,用氨水調(diào)節(jié)pH值至約8.5,加ADH,混勻后過濾出料．

1.3 棉機織布涂料印花工藝

棉機織布的涂料印花色漿配方如表1所示.

表1 涂料印花色漿配方
Table 1 Formula of pigment printing paste

原料質(zhì)量分數(shù)/%黏合劑20.0增稠劑1.5顏料藍3.0蒸餾水75.5

印花工藝: 印花→烘干(室溫至160 ℃),使用磁棒印花機進行平網(wǎng)印花．

1.4 測試與表征

交聯(lián)度．稱取約1 g的交聯(lián)聚二甲基硅氧烷(PDMS)膠膜烘干至恒質(zhì)量．將乳膠膜置于索氏提取器中,以四氯化碳為溶劑抽提至殘余物恒質(zhì)量,將殘留物烘干稱取質(zhì)量,由式(1)計算乳膠膜的交聯(lián)度Y[12]．

(1)

其中:m1為濾紙的質(zhì)量,g;m2為抽提前乳膠膜和濾紙的總質(zhì)量,g;m3為抽提后殘余物和濾紙的總質(zhì)量,g．

凝膠率．聚合反應完成后,收集攪拌棒以及反應容器中的凝膠,烘干至恒質(zhì)量后稱量,由式(2)進行計算凝膠率G[13]．

(2)

其中:m4為凝膠烘干后質(zhì)量,g;mt為單體總質(zhì)量,g．

轉(zhuǎn)化率．取一定量乳液試樣,使用日本A&D公司MX-50型水分儀測定固含量,測試溫度180 ℃． 按照GB/T 11175—2002《合成樹脂乳液試驗方法》測定單體總轉(zhuǎn)化率C(如式(3)所示)．

(3)

其中:X為乳液固含量,%;w1為聚合反應配方中不揮發(fā)組分的質(zhì)量分數(shù),%;w2為聚合反應配方中單體的質(zhì)量分數(shù),%．

乳液粒徑及分布．用蒸餾水將乳液樣品稀釋100倍后,使用英國Malvern 公司Nano-ZS型納米粒度與電位分析儀測定乳液粒徑及分布．

乳液稀釋穩(wěn)定性．將2.0 mL乳液樣品用蒸餾水稀釋至20.0 mL,密封于試管中,放置72 h,觀察乳液有無破乳、分層．

乳液離心穩(wěn)定性．將一定量乳液置于離心管中,使用上海醫(yī)療器械有限公司手術(shù)器械廠CH90-1A型低速離心機在3 000 r/min下離心30 min,觀察乳液有無破乳、分層．

乳液CaCl2穩(wěn)定性．在8 g乳液樣品中加入2 g 2%CaCl2溶液,混勻后密封于試管中,放置48 h,觀察乳液有無破乳、分層.

乳膠膜力學性能．使用英國Hounsfield公司 H5K-S型萬能試驗機對IPNs乳膠膜及純丙烯酸酯(PA)乳膠膜測試拉伸應力-應變曲線．

乳膠粒外觀形貌．用蒸餾水將乳液樣品稀釋一定倍數(shù),使用日本光電子公司JEM-2100 型透射電子顯微鏡,觀察IPNs 聚合物膠粒形態(tài)．使用日本Hitachi公司TM-1000型掃描電子顯微鏡,觀察IPNs乳膠膜及PA乳膠膜拉斷面的截面圖．

熱失重性能．取一定量乳膠膜,使用美國TA儀器公司Q 5000 IR型熱失重分析儀進行熱失重分析測試,測試氣氛為N2,測試溫度為30～800°C,升溫速率10 ℃/min．

印花織物耐摩擦色牢度．使用溫州紡織儀器廠Y571B 型摩擦牢度儀,按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測定．

在懸浮架采集的4路間隙信號中取兩端的間隙信號2、間隙信號3進行分析，并根據(jù)4路信號計算求得折角。由圖7的軌縫折角變化仿真圖可知：懸浮架通過軌縫折角過程中，首先，前兩個監(jiān)測探頭進入折角區(qū)段，折角值先變?yōu)樨撝?；接著，后兩個探頭進入折角區(qū)段后，折角值歸零；而后，前兩個探頭通過軌縫，進入折角反向區(qū)段，折角值達到峰值；最后，隨著后兩個探頭、前兩個探頭離開折角區(qū)段，折角值依次歸零、變負、歸零。

印花織物硬挺度．使用美國ATLAS公司SDL型硬挺儀,按照ZBW04003-87斜面懸臂法進行測定,以硬挺度表示,數(shù)值越大,手感越硬．

K/S值．使用美國 Datacolor公司650型測色配色儀測定．

2 結(jié)果與討論

2.1 反應機理

(a) 網(wǎng)絡I反應機理

(b) 網(wǎng)絡II反應機理

(c) IPNs結(jié)構(gòu)示意圖圖1 互穿聚合物網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)反應機理Fig.1 Schematic of the synthesis mechanism of IPNs

2.2 合成工藝優(yōu)化

2.2.1 催化劑DBSA質(zhì)量分數(shù)對PDMS乳液性能 的影響

本文選擇DBSA作為催化劑,其在D4開環(huán)聚合反應中,既是酸性催化劑,又是乳化劑,對PDMS乳液可以起到良好的穩(wěn)定作用．

DBSA質(zhì)量分數(shù)對D4轉(zhuǎn)化率的影響如圖2所示．由圖2可知,隨著DBSA質(zhì)量分數(shù)增加,反應速率提高,在反應4 h時單體轉(zhuǎn)化率由76.4%增加至89.1%．這是由于催化劑用量增加,活性中心數(shù)量增加,反應速率增大．聚合反應平衡時間隨DBSA質(zhì)量分數(shù)增加而減少,當DBSA質(zhì)量分數(shù)大于10%時,反應4 h轉(zhuǎn)化率即達到恒定值．當DBSA質(zhì)量分數(shù)低于10%時,乳液穩(wěn)定性差,易產(chǎn)生漂油現(xiàn)象．因此,DBSA的適宜質(zhì)量分數(shù)為10%．

圖2 催化劑DBSA質(zhì)量分數(shù)對D4轉(zhuǎn)化率的影響Fig.2 Effect of catalyst DBSA mass fraction on D4 conversion rate

PDMS與PA的相容性特別差,PDMS作為第一網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),須具有一定的交聯(lián)位置形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu),才能使PA大分子鏈很好地穿插、纏結(jié)于其中．所以,試驗中使用TEOS作為D4開環(huán)聚合反應的交聯(lián)劑,使PDMS大分子具有一定程度的交聯(lián)．

TEOS質(zhì)量分數(shù)對PDMS乳液交聯(lián)度的影響如圖3所示．由圖3可知,PDMS乳液的交聯(lián)度隨交聯(lián)劑TEOS質(zhì)量分數(shù)增加而提高,在0%～3.0%內(nèi)交聯(lián)度增加幅度較小,TEOS質(zhì)量分數(shù)超過3.0%后交聯(lián)度迅速增長．但若交聯(lián)度過大,形成的網(wǎng)絡I網(wǎng)格過密,反而不利于網(wǎng)絡II在其中的穿插,容易產(chǎn)生相分離．綜合考慮,選擇TEOS質(zhì)量分數(shù)為3.0%．

圖3 交聯(lián)劑TEOS質(zhì)量分數(shù)對PDMS乳液交聯(lián)度的影響Fig.3 Effect of cross-linker TEOS mass fraction on crosslinking degree of PDMS emulsion

2.2.3 引發(fā)劑KPS質(zhì)量分數(shù)對IPNs乳液性能的 影響

引發(fā)劑質(zhì)量分數(shù)會影響IPNs乳液聚合最終產(chǎn)品的性能,這里對引發(fā)劑KPS質(zhì)量分數(shù)進行了考察,所得結(jié)果如表2所示．由表2可知,當KPS質(zhì)量分數(shù)低于0.2%時,乳液凝膠率高,單體轉(zhuǎn)化率低,穩(wěn)定性差．其原因為引發(fā)劑KPS質(zhì)量分數(shù)過低,乳液聚合速率低,加聚反應達到完全所需的時間長,易生成凝膠．KPS質(zhì)量分數(shù)為0.3%及以上時,單體轉(zhuǎn)化率隨KPS質(zhì)量分數(shù)增加而提高,乳液凝膠率降低．這是由于隨著KPS質(zhì)量分數(shù)增加,自由基生成速率增大,產(chǎn)生更多的活性中心,單體聚合幾率提高,加聚反應速率增大,加聚反應達到完全所需的時間減少．

KPS質(zhì)量分數(shù)對IPNs乳液粒徑及分布的影響如圖4所示．由圖4可知,乳液粒徑隨KPS質(zhì)量分數(shù)增加,呈先減小再增大的趨勢．隨KPS質(zhì)量分數(shù)增大,水中自由基數(shù)目增加、濃度增大,自由基由水相向乳膠粒擴散的速率提高,成核速率提高,反應體系中乳膠粒數(shù)目增加,乳液粒徑減?。獽PS質(zhì)量分數(shù)超過0.7%后,單體轉(zhuǎn)化率無明顯提高,在5%乳化劑用量下,乳液穩(wěn)定性降低．其原因有兩個方面: 一方面為反應速率過高,乳膠粒易碰撞聚并,導致乳液不穩(wěn)定,乳膠粒粒徑增加,分布變寬;另一方面,KPS也是一種強電解質(zhì),用量過多會降低乳液穩(wěn)定性．因此,KPS質(zhì)量分數(shù)適宜范圍為0.3%～0.5%,此時乳液穩(wěn)定性好,單體轉(zhuǎn)化率達到90%以上．

表2 引發(fā)劑KPS用量對IPNs乳液性能的影響
Table 2 Effect of different initiator KPS content on emulsion properties

KPS質(zhì)量分數(shù)/%凝膠率/%單體轉(zhuǎn)化率/%穩(wěn)定性稀釋穩(wěn)定性離心穩(wěn)定性CaCl2穩(wěn)定性0.102.882.2+--0.201.688.6+-+0.300.991.2+++0.500.693.7+++0.700.893.9+--

注: “+”表示通過穩(wěn)定性測試,“-”表示未通過．

圖4 引發(fā)劑KPS質(zhì)量分數(shù)對IPNs乳液粒徑及分布的影響Fig.4 Effect of initiator KPS mass fraction on size and size distribution of IPNs emulsion

2.3 IPNs乳液結(jié)構(gòu)分析

2.3.1 表面形態(tài)

圖5為IPNs乳液經(jīng)稀釋后在透射電鏡不同放大倍數(shù)下的照片．由圖5可以觀察到乳膠粒呈較規(guī)則的球形,乳膠粒的粒徑小于200 nm,且聚二甲基硅氧烷與聚丙烯酸酯沒有明顯的分界面,說明在互穿的條件下二者相容性較好,沒有產(chǎn)生明顯分相．

圖5 IPNs乳液透射電鏡圖Fig.5 TEM graph of IPNs emulsion

2.3.2 乳膠膜拉伸性能

圖6 乳膠膜應力-應變曲線Fig.6 Stress-strain curves of emulsion latexes

圖6為IPNs乳膠膜與PA乳膠膜的拉伸應力-應變曲線．由圖6可知,IPNs乳膠膜應變隨應力提高而增大．這是因為PDMS彈性強,與PA形成互穿網(wǎng)絡后,兩個網(wǎng)絡穿插纏結(jié),對PA網(wǎng)絡產(chǎn)生了增強作用,隨著拉伸繼續(xù),即使PA交聯(lián)網(wǎng)格斷裂,纏結(jié)的PDMS仍保留了一定的物理交聯(lián),提高了乳膠膜的形變性．

2.3.3 乳膠膜拉斷面形貌

本文使用掃描電子顯微鏡對PA及IPNs乳膠膜的拉斷面進行了形貌分析,結(jié)果如圖7所示．

圖7 PA和IPNs乳膠膜拉斷面SEM圖Fig.7 SEM graph of the fracture of PA and IPNs emulsion latex

從圖7(a)和7(b)可以看出,PA乳膠膜的拉伸斷面較為光滑平整,僅有少量鱗片狀裂紋,說明PA分子間相互作用力不高,易發(fā)生脆性斷裂,斷裂前試樣的形變是均勻的,使得試樣斷裂的裂紋迅速貫穿垂直于應力方向的平面,斷裂試樣不顯示明顯的推遲形變,斷裂面光滑．從圖7(c)可以看出,IPNs乳膠膜拉伸時形變在沿著試樣長度方向上有一定的不均勻性,試樣斷面粗糙,產(chǎn)生很多裂紋．這是由于PDMS網(wǎng)絡和PA網(wǎng)絡間相互穿插纏繞,產(chǎn)生了一定的相互作用力,使得IPNs具有一定的韌性．而在圖7(d)中可以明顯看出,IPNs乳膠膜斷面高低不平,因其被拉扯后產(chǎn)生不規(guī)則的斷面．

2.3.4 熱失重

圖8為PDMS、PA、IPNs(m(PDMS)∶m(PA)=1∶3) 乳膠膜的TG (熱失重)及DTG (差熱)曲線圖．

從圖8中可以看出,PDMS的降解從400 ℃開始到560 ℃結(jié)束,特性溫度tmax為470 ℃,PDMS逐步降解生成低相對分子質(zhì)量環(huán)狀有機硅化合物,如D3和D4,這些化合物在降解溫度下是揮發(fā)性的[14-15];PA的降解從330 ℃開始到450 ℃結(jié)束,特性溫度tmax為400 ℃．當兩者形成互穿網(wǎng)絡后,在330～450 ℃出現(xiàn)了第一階段降解峰以及450～560 ℃的第二階段降解峰,分別為PA降解峰和PDMS降解峰,說明形成互穿網(wǎng)絡后,PDMS與PA大分子鏈間沒有顯著的作用力,也未改變各自分子網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)．另外,從DTG曲線可計算出IPNs結(jié)構(gòu)中PDMS實際質(zhì)量分數(shù)為23.4%,與理論值相符．

圖8 不同乳液乳膠膜的TG和DTG曲線Fig.8 TG and DTG graph of different emulsion latex

2.4 IPNs乳液應用于涂料印花

2.4.1 焙烘溫度對印花織物性能的影響

本文對印花焙烘溫度進行了探究,印花漿料配方及工藝見1.3節(jié),焙烘溫度對印花織物性能的影響如表3所示．

表3 焙烘溫度對印花織物性能的影響Table 3 Effect of different curing temperature on properties of printed textile

注: (1) 純棉機織布原樣的硬挺度為3.2 cm;(2) 50和80 ℃條件下僅烘干3 min．

由表3可知,印花織物的柔軟性比未處理白布好,干摩擦牢度隨溫度升高略有下降,濕摩擦牢度隨溫度升高而降低的趨勢較為明顯,至160 ℃焙烘時干、濕摩擦牢度僅分別為3級、2級,由此可得本黏合劑為一種低溫型黏合劑,在低溫下的印花效果更好．交聯(lián)劑DAAM與ADH只有在使用時脫水干燥之后才會發(fā)生常溫自交聯(lián)反應,而在儲存時不發(fā)生反應,采用過高溫度焙烘反而易使有機硅與聚丙烯酸酯發(fā)生分相,影響?zhàn)ず蟿┓€(wěn)定性．所以,本黏合劑適宜在室溫或低溫下烘干．

2.4.2 黏合劑質(zhì)量分數(shù)對印花織物性能的影響

黏合劑質(zhì)量分數(shù)對印花織物性能的影響如表4所示．從表4中可以看出,隨著黏合劑質(zhì)量分數(shù)增加,印花織物的干、濕摩擦牢度有一定程度的增加,硬挺度大幅度減?。ず蟿┵|(zhì)量分數(shù)增加,對顏料分子的包覆力增強,摩擦牢度提高,同時印花時膜層厚度增加,對顏料色光的反射量降低,因此K/S值先增加后又降低．黏合劑質(zhì)量分數(shù)越高,其中的有機硅含量越多,織物柔軟性越好,硬挺度越低．但在黏合劑質(zhì)量分數(shù)為30.0%時,因用量過多造成摩擦牢度降低．綜合考慮,黏合劑的適宜質(zhì)量分數(shù)為20.0%～25.0%．

表4 黏合劑質(zhì)量分數(shù)對印花織物性能的影響Table 4 Effect of binder mass fraction on properties of printed textile

2.4.3 交聯(lián)劑(DAAM、ADH)用量對印花織物性 能的影響

表5 交聯(lián)劑(DAAM、ADH)用量對印花織物表觀色深的影響Table 5 Effect of different crosslinker content on properties of printed textile

3 結(jié) 論

(1) IPNs乳液最佳合成工藝: 制備網(wǎng)絡I時DBSA質(zhì)量分數(shù)為10%,TEOS質(zhì)量分數(shù)為3%;制備網(wǎng)絡II時KPS質(zhì)量分數(shù)為0.3%～0.5%．在最佳工藝條件下,合成的乳液單體轉(zhuǎn)化率達93.7%,平均粒徑約100 nm且分布較窄,乳液穩(wěn)定性好．

(2) 通過TEM觀察了IPNs乳液的表觀形態(tài),以及IPNs乳膠膜的熱重性能、應力-應變曲線和拉斷面SEM的分析可知,PDMS網(wǎng)絡與PA網(wǎng)絡發(fā)生了明顯的互穿,相容性提升．

(3) 將IPNs乳液用于涂料印花,粘合劑質(zhì)量分數(shù)為25.0%,交聯(lián)劑質(zhì)量分數(shù)為4.0%,并于室溫或低溫下烘干時,印花織物性能較佳,可以達到干摩擦牢度4～5級,濕摩擦牢度3～4級,且手感滑爽和柔軟好,但如何進一步提高印花織物的耐摩擦色牢度性能還有待研究．

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Synthesis and Application of Pigment Printing Binder with Interpenetrating Polymer Networks

ZHONGXina,b,LIULing-lia,b,ZHANGXiao-yua,b,SUIXiao-fenga,b,MAOZhi-pinga,b,ZHONGYia,b

(a. College of Chemistry,Chemical Engineering and Biotechnology;b. Key Laboratory of Science &Technology of Eco-textile,Ministry of Education,Donghua University,Shanghai 201620,China)

An interpenetrating polymer networks (IPNs) emulsion was prepared from cross-linked polydimethysiloxane (PDMS) as the first network and polyacrylate (PA) as the second network．An optimized synthesis conditions were obtained via investigation on catalyst dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA) content,crosslinker tetraethoxysilane (TEOS) content of the first network and initiator potassium peroxodisulfate (KPS) content of the second network. The mechanical property,microscopic morphology and thermogravimetry of IPNs were discussed. The results showed that the optimal polymerization conditions for the IPNs emulsion were as follows: 10% DBSA,3% TEOS for the first network;0.3%-0.5% KPS for the second network. Furthermore,IPNs binder emulsion were applied to pigment printing,and the printed woven fabrics showed soft hand feeling and good rubbing fastness in low-temperature drying without curing.

interpenetrating polymer networks (IPNs);binder;pigment printing;polydimethysiloxane;polyacrylate

1671-0444 (2016)05-0699-08

2015-07-09

國家科技支撐計劃資助項目(2014BAC13B02)

鐘 欣(1992—)，女，福建寧德人，碩士研究生，研究方向為印花黏合劑的制備及應用．E-mail:shinzhongzx@163.com 鐘 毅(聯(lián)系人)，女，講師， E-mail：zhongyi@dhu.edu.cn

TQ 630.4

A