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水性聚氨酯及其在纺织助剂中的应用研究

聚氨酯是一种通过加聚反应形成的高分子化合物,由于该高分子化合物具有多种不容忽视的优点,其应用的行业和领域也日益广泛。本文结合自身经验,重点从其在纺织行业中的应用进行了探讨,希望能为读者带来启发。
  1 聚氨酯发展历程
  聚氨酯这一高聚物最早是出现在十九世纪四十年代,当时该物质作为商品面世主要是用于塑料、涂胶以及黏胶材料的生产加工,如德国的Bayer公司、美国的DuPont公司、Monsanto公司等等。随着聚氨酯在市场中的不断应用,越来越多的生产厂商投入其中,如Wyandotte公司、英国的ICI公司等等。我国的聚氨酯生产相对较晚,最早是从上世纪五十年代开始的。由于起步较晚,因此在生产规模、在聚氨酯的产品型号以及生产加工的工艺设备等方面都相对落后。随着经济的发展以及聚氨酯越来越多的应用,自上世纪九十年代开始,我国的聚氨酯生产工业进入到快速发展时期,产量和技术都有在快速提升。
  2 聚氨酯的主要原料
  聚氨酯主要是由异氰酸酯、聚酯多元醇、催化剂为原料加工而成的。其中异氰酸酯常见的类型有二异氰酸酯和三异氰酸酯,而二异氰酸酯和三异氰酸酯又可以进一步细分为两大类,分别为芳香类异氰酸酯和脂肪类异氰酸酯。聚酯多元醇对于聚氨酯产品质量有着十分关键的影响,必须确保聚酯多元醇的羟值和酸值。催化剂是合成聚氨酯的必要原料,目前行业内主要使用的催化剂有叔胺类有机物,如三乙醇胺、三乙胺等等;另一类催化剂是有机锡化合物,如二月桂酸二丁基锡、四甲基丁二胺等。此外在聚氨酯的生产合成过程中通常会加入扩链剂、稳定剂和封闭剂等来提高产品的质量和性能,使其满足更多的应用需求。
  3 水性聚氨酯的改性
  水性聚氨酯是以水为介质的一种性能更优同时更加环保的聚氨酯。早期的聚氨酯是单组份的聚氨酯,因其在水溶液中分散稳定性不理想,而且在表面光泽度和织物鲜艳度方面性能表现不够优越,因此研究人员通过将其改性使性能得到提升。常见的改性方法有:通过添加内交联剂来进行改性。在预聚体的制备前期加入适量的交联剂来提高水性聚氨酯产品性能。通过加入高活性的异氰酸封闭物来提高分子间的交联度,是分子量增大。除了通过交联来进行改性外,还可以通过复合来进行改性。如利用环氧树脂、丙烯酸酯、有机硅等物质与聚氨酯原料发生复合反应,提高水性聚氨酯产品的耐水、耐高温、透气性、柔顺性等性能。
  4 水性聚氨酯在纺织助剂中的应用
  4.1 水性聚氨酯用于天然纤维的整理剂
  以亚硫酸氢盐为封闭剂在水性聚氨酯合成过程中能够产生-NCO基团,该基团可以和天然纤维中的活性含氢基团形成化学键,继而纺织天然纤维收缩,提升天然纤维纺织产品的柔顺性。
  4.2 水性聚氨酯用于纺织物涂层
  针对防水性能的纺织产品,可以通过水性聚氨酯涂层来实现。比如Impranil涂层、Superflex涂层、Elastron涂层等,可以使纺织物透湿防水,耐磨耐洗。
  4.3 水性聚氨酯用于印染固色剂
  色牢度是困扰印染企业和服装企业的一大难题。目前,水性聚氨酯在该领域也有所应用。通过水性聚氨酯的改性,提高产品工艺温度适应性,同时织物的耐磨性和透气性能都表现良好。该应用技术研究主要集中在固色剂与染料的吸附性能以及封闭剂的配方及用量方面,以其在提高色牢度的同时尽可能减少用量。
  4.4 水性聚氨酯用于IPN黏合剂
  IPN是多种共聚物交联形成的网络状聚合物,最早是应用于化工行业,近年来在纺织行业也受到越来越多的关注和应用。该类黏合剂相对于传统的黏合剂具有更优越的综合性能表现,如纺织产品的手感、吸水性、吸尘性、延伸性等等,此外,由于IPN中的黏合剂使用的水性聚氨酯量更少,因而在成本控制方面也有很大的可能性。
  4.5 水性聚氨酯用于纺织纤维处理剂
  常见的应用如上浆剂、化纤油剂、玻璃纤维改性剂等,可以提高纺织产品表面平滑度、柔软度、纤维的集束度,有效改善纺织产品的综合性能。
  5 结语
  综上所述,水性聚氨酯因其具有挥发性低、无毒性、水溶性好、使用方便等优势特征在众多的纺织助剂中脱颖而出,为改善纺织产品性能做出了不容忽视的贡献,未来仍具有很大的发展和应用空间。

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