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聚氨酯改性纳米二氧化钛整理剂的制备和应用

来源:印染在线 发布时间:2010年07月27日

刘新华,汪文睿,武志光,方寅春,徐文正,吴兴伟

0 引言 纳米二氧化钛具有较强的光催化、抗菌和紫外线屏蔽性能,在纺织材料方面应用广泛。但其由于粒径小、比表面大、表面能高,很容易发生团聚,而且与纺织材料的结合也不够牢固,因此应用受到了限制。为了充分发挥纳米二氧化钛粒子的功能,对其进行表面改性成为必然。 纳米二氧化钛的表面改性分为无机改性和有机改性。采用氧化硅对二氧化钛进行表面改性后,再以硅烷偶联剂改性,得到的纳米粒子表面呈疏水性,不能在水中分散,在纺织领域中应用受到很大限制。鉴于此,本试验利用封端聚氨酯对纳米二氧化钛进行化学改性,制备可与纤维牢固结合的稳定整理液。

1 试验1.1织物和试剂 织物 纯棉布30 tex×30 tex 425根/10 cm×228根/10 cm 试剂 纳米二氧化钛粉末(金红石型,平均粒径50 nm,上海汇精亚纳米新材料有限公司);二苯基甲烷4,4’-二异氰酸酯(MDI,纯度>99%);聚乙二醇(PEG,化学纯);二月桂酸二丁基锡(化学纯);无水乙醇(分析纯);亚硫酸氢钠(分析纯);甲苯(分析纯);二正丁胺(化学纯);溴甲酚绿(分析纯);碳酸钠(分析纯);盐酸(分析纯)1.2改性纳米二氧化钛整理液的制备 在氮气保护下,向装有温度计和搅拌器的四口圆底烧瓶中加入一定量的聚乙二醇,于105℃真空脱水1~2 h。降温至55℃,缓慢加入适量MDI和2滴二月桂酸二丁基锡催化剂,升温至60~100℃,反应2.5 h,得预聚体。升温至95℃,加入金红石型纳米二氧化钛粉末反应2 h。降温至20℃,并加入一定量的乙醇,然后缓慢加入亚硫酸氢钠水溶液进行封端反应。采用高剪切搅拌器和超声波仪分散,制得100 g/L的改性纳米二氧化钛整理液。1.3棉织物的改性纳米二氧化钛整理 将棉织物用碱性皂液洗涤,除去表面杂质,晾干。将织物浸渍在纳米二氧

化钛整理液中一定时间,然后采用轧一烘一焙工艺进行处理,皂洗后待用。1.4测试与表征1.4.1预聚体中游离异氰酸酯含量的测定 采用丙酮-二正丁胺滴定法。1.4.2封端率的测定 采用碘溶液滴定法。1.4.3改性纳米二氧化钛整理液稳定性测试 将制得的改性纳米二氧化钛整理液倒入具塞量筒,记录其在2,4,8,12,24 h后的沉降高度。纳米二氧化钛颗粒在溶液中的沉降高度越大,沉降速度越快,说明分散相颗粒越大,团聚现象越严重,分散效果越差;反之,沉降高度越小,说明分散相颗粒越小,分散状态越好。1.4.4抗紫外线测定 采用uV纺织品抗紫外测定仪,参照GB/T18830--2002(纺织品防紫外线性能的测定》测试织物整理前后的UPF指数。

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