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纺织印染助剂TZ的研制

来源: /  作者:   时间:2018-01-03 16:13

纺织印染助剂TZ(以下简称助剂TZ是一种以烯类单体为原料,采用新技术聚合而成的核壳复合共聚乳液[1]。核/壳结构的聚合物乳液是新一代的乳液,属于异种高分子复合乳液,是由性质不同的两种或多种单体在一定条件下按阶段聚合而成。在乳液颗粒内部的内侧和外侧分别富集不同的成分,从而赋于核/壳各种不同的功能,得到不同性能的复台乳液聚合物。国内常用的纺织印染整理剂是2 D树脂,目前存在的问题一是在织物上形成树脂的过程中需用酸性催化剂,对织物的强力有损伤;二是2 D树脂含有游离的甲醛或会释放出甲醛,对人体有害;三是这类整理剂是小分子,水溶性好,所以必须高温处理,使其与纤维反应等等。多年来,人们对无醛和低醛整理剂进行着一系列的研究。本文把核/壳乳液聚合技术应用于此反应,以聚醋酸乙烯酯为核,以聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯腈为壳合成了复合高分子乳液,用助剂TZ处理过的纺织印染品,不仅硬、挺、爽、滑,而且增探增厚,富有弹性,比2 D树脂性能好而且经济,为国内首创。

1 实验部分

1.1 原料规格与配比(表1)

1.2 操作步骤

① 将计量的水、聚乙烯醇分别加入反应釜中,升温至80~100℃ 搅拌,待聚乙烯醇完全溶解后,加入计量的乳化剂OP—i0搅拌30~50 m]n。

②在70~8o℃加入计量的醋酸乙烯、丙烯腈和引发剂(引发剂用50倍量的水溶解,引发剂量为总引发剂量的3/5),加料速度为40~50 kg/h,开始快加,后可慢加,加完后搅拌30~60 rain。

③再加入计量的丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯,加料速度为20-40 kg/h,同时加入剩余量的引发剂,加完辩后在鲫℃搅拌2.5~3h,降温6o℃ ,抽真空。

④ 降温到50℃ ,再加入计量的邻苯二甲酸二丁酯和乙二醇,搅拌30 min,出辩,包装。

1.3 产品指标及应用情况

外观乳白色液体;固古量45±2%;残留单体<1% ;稳定性贮存一年稳定(一15-30℃);沉淀率2 000 r/min,30rain不分层;粘度200cP;粒度<o.5 m;ph值4~6;用水稀释3000倍不破乳。<= p= style=padding: 0px; margin: 0px auto;>

用助剂TZ处理过的色布不仅增深增厚,而且硬、挺、爽、滑,具有弹性。经过检测,其处理比未处理的布增探增厚l0% ~15%,硬挺度和爽滑度增加15% ~2O% ,急弹增加16% ,缓弹增加15% 。

2 讨论

2.1引发剂用量对单体转化率和分子量的影响

引发剂是含有弱键的一类化合物,它们在光和热的作用下,共价键均裂开,形成自由基,自由基引发单体聚合,在相同的反应温度和反应时问内,改变引发剂的浓度,随着引发剂浓度的增加,单体转化率升高,而聚合物的平均分子量都下降,因此在该核/壳聚合反应中,要很好地控制引发剂的加人速率。

2.2 乳化剂的选择和用量对反应的影响

乳化剂是一种表面活性剂,它能降低水的表面张力,从而对单体液滴有保护作用,在水中形成胶束,对单体有增溶作用。单体种类不同,选择的乳化剂种类也不同,在该核/壳共聚中选择阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂并用效果较好,用量一般为单体量的5%。改变乳化剂的用量,虽然对核的单体转化率等有一定的影响,但对共聚物的分子量及作为壳的单体转化率和共聚率均有影响 随着乳化剂用量的增多,共聚物的分子量逐渐降低,这是因为乳化剂用量增加,形成胶束粒子的数目增加而使共聚反应的表面积增大,共聚点增加使平均分子量下降,而共聚率反而提高,这说明核/壳乳液聚合反应是受表面控制的一种反应。

2.3 加料速度对乳液的影响

烯类单体的加人速度对反应的影响很大,当滴加过快时(超过60 kg/h),乳液就会爆聚而破乳结大块,特别是到了加料后期,更要控制好加料速度。

2.4 加料温度时反应的影响

多元共聚反应属自由基型溶液聚合反应,反应速度与反应温度呈比例关系。试验证明,在反应时间恒定的条件下,温度越高,引发剂分解速度越大,单体在体系中的扩散速度加快,单体的转化率和聚合量增加,无疑有利于共聚反应,但反应温度过高,加快了烯类的挥发速度,增大了分子链转移的机会,反应剧烈,容易结块;加料温度过低,单体基本上不起反应,到最后高温阶段容易冲料,因此,最佳的加料温度为75~8O℃ 。

2.5 搅拌速度对乳液的影响

由于聚合反应是在乳液中进行的,该反应是受表面控制的一种反应,搅拌速度过快,乳液表面容易形成泡沫,使加^的原料单体不能进人乳液,而在表面聚合,这样就容易破乳、结块,因此,搅拌速度一定要控制在6O~120 r/min。

2.6 添加荆对乳液性能的影响

该乳液聚合时使用的聚乙烯醇既有良好的保护胶体作用,又有一定的表面活性,同时,它自身也有很好的粘附性。为了使该乳液无论在夏季还是在冬季使用都有良好的成膜性、粘接性、柔软性及光泽性,降低最低成膜温度或改变热粘接温度等,在乳液中加人邻苯二甲酸二丁酯,它能给予树脂薄膜挠曲性和柔软性,无毒、无臭,价格适中。为了防止该乳液冰结,往往加人一定量的乙二醇,它能使水的冰点下降,强化粒子的水合层,防止粒子融结。

3 结论

3.1 采用烯类单体核壳共聚,研制成功了一种新型纺织印染助剂Tz。

3.2 用助剂TZ处理过的纺织印染品,具有硬、挺、增深、增厚、爽滑等特性,使纺织印染品成为优质品。

3.3 该产品与同类产品比较,可节约2/5的资金。

3.4 该产品采取连续加料,设备投资少,生产先进、无毒、无三废处理。已建成了年产150 t的生产线,一次投产成功。