随着涂层纺织化学品的日益丰富和发展,涂层整理技术打破了传统纺织品在花色品种、风格特征、使用功能等方面的局限性。通过涂层整理,可赋予织物原本并不具备的功能或风格。与其他涂饰材料相比,聚氨酯以其分子结构可调性强、手感好、粘附力强、柔韧性高、抗疲劳、耐磨、耐寒及优良的环保性等优点很快取得了商业成功。在纺织品功能涂层领域,亲水性聚氨酯常被用于赋予纺织品防水透湿功能。这种新颖的“智能化”纺织品不仅可提供在任何穿着环境下的防水、防风功能,而且具有良好的湿汽通过性。亲水性聚氨酯这一独特的性能与其化学结构和微结构密切相关,具有不同微相分离结构的聚氨酯材料,即便是化学结构相同,往往也会呈现出明显不同的宏观性能。研究表明,影响亲水性聚氨酯功能性的主要因素为其软段相区的结构和组成,而硬段的结构和组成对材料防水透湿性能的影响不大。本研究采用不同分子量的聚醚和聚酯二醇为亲水性聚氨酯的混合软单体,以控制聚氨酯软段相区的分子量、亲水性和微结构,研究了软链段对聚氨酯防水透湿性能和相分离结构的影响。
1、试验
1.1织物、药品及仪器涂层基布:涤纶春亚纺8.3Tex×8.3Tex。药品:4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDD、聚乙二醇1000(PEGl000)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇2000(PBA2000)、聚四氢呋喃二醇1000(PTMGl000)为进口分装;l,4-丁二醇(BDO)、N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)及甲醇为分析纯试剂;含氟拒水剂奥利氟宝为工业品。仪器:JMU572A型涂层试验机(北京)、LFY-217B型电动织物耐静水压试验机(山东)、LFY-216B型织物透湿性测定仪(山东)。
1.2聚氨酯的制备将混合软单体PEGl000和PBA2000或PEGl000和PTMGl000加入三口烧瓶中,抽真空1.33×103Pa并加热至110~120℃脱水1~1.5小时;降温后加入MDI的DMF溶液,于75±5℃下反应2小时;降温至50~60℃后,加入BDO,于50~60℃下反应1~1.5小时;最后在搅拌下以甲醇终止反应、真空脱气,备用。
1.3涂层织物样品的制备
使用40g/L的含氟拒水剂对基布进行前拒水处理(轧余率70%,90℃烘干);使用调节好粘度的溶剂型聚氨酯对基布涂层(基布增重率约159/m2);随后于80℃下烘干并于150℃下焙烘3min;最后使用40g/L的含氟拒水剂对涂层织物进行后拒水处理(轧余率%,90℃烘干,150℃焙烘3min)。
1.4聚氨酯涂层剂防水透湿性能测试
聚氨酯涂层织物的透湿性能(透湿率,wVT)参照GB/T 12704-91-B《织物透湿率测定方法渗透杯法》进行;
涂层织物的防水性能参照GB/T 4744-1997《纺织织物抗渗水性测试静水压试验》进行。70
2、结果与讨论
我们共制备了六组各自具有相同软单体组成和配比的亲水性聚氨酯,以分别考察在软单体配比相同(组内)和不同(组间)的情况下,聚氨酯结构对其性能的影响。
各组聚氨酯样品的结构参数见表1和表2:
表1聚酯/聚醚嵌段共混型亲水性聚氨酯结构参数
注:软单体配比为PEGl000与PBA2000的摩尔比。
表2聚醚嵌段共混型亲水性聚氨酯结构参数
2.1软链段对亲水性聚氮酯透湿性的影响
亲水性聚氨酯涂层织物的透湿性能随涂层剂中的软单体含量(组内)及PEGl000用量(组间)的提高而不断改善。
湿汽在无孔亲水性聚氨酯膜中的通过性依赖于薄膜两侧的蒸汽压差,其定向迁移的驱动力为存在与膜内的湿汽分子的浓度梯度。湿汽首先于高湿度一侧吸附在薄膜表面,在膜内以“溶解/扩散”机理向低湿度一侧迁移,最后在薄膜低湿度一侧的表面解吸。
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