氟烷基改性氨基硅油的合成及在织物增深整理中的应用_许燕

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第 27 卷
机： SW － 12 型 A， 无锡纺织仪器厂； 摩擦色牢 度仪： Y571B ，南通宏大实验仪器有限公司； 激 光粒度仪： Mastersizer 2000 型，英国马尔文仪器 有限公司； 扫描电镜 （ SEM ） ： S3800 型， 日本 日立公司； 傅立叶红外 光 谱 仪： Nicolet 型， 美 国 Themo Electron 公司； 马尔文高灵敏纳米粒度 仪： ZetasizerS90 型，英国马尔文仪器有限公司。 1. 2 氟烷基改性氨基硅油的制备
研究 · 开发
，2013 ，27 （ 2 ） ： 87 ～ 91 SILICONE MATERIAL

氟烷基改性氨基硅油的合成及在织物增深 ＊＊ ，蔡 1 露 ，单 1 2 2 良 ，林文虎 ，曹红菊
1104 。 收稿日期： 2012作者简介： 许燕 （ 1989 —） ，女，研究生，研究方向为纺织 用特种功能材料制备及应用。 * 基金项目： 国家自然科学基金项目 “桥基可诱导短氟烷 基侧链定 向 的 含 氟 聚 硅 氧 烷 结 构 与 表 面 性 能 关 系 研 究 ” （ 51273140 ） 。 ＊＊联系人，E － mail： lizhanxiong@ 163. com。
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18. 78 18. 29 18. 39 17. 99 17. 70
－ 0. 12 0. 0075 0. 0675 0. 1625 0. 015
由表 1 可见，经过氟烷基改性氨基硅油整理 剂处理后， 织物的 K / S 值都有所增加； 且随着 氟质量分数的增大， 织物的 K / S 值呈上升趋势。 这是因为氟的质量分数越高，在织物表面覆盖的 含氟聚合物薄膜提供的折射率越低 ，所以增深作 * 用越明显。另外， 整理织物的明度 （ L 值 ） 随 整理剂中氟质量分数的增加而明显降低 ，但其色 * * 光 （ a 值和 b 值） 变化很小。 这说明增深剂增 加织物的色深，但并不影响织物的色光。 2. 2. 2 整理剂用量对织物增深效果的影响 采用氟质量分数为 25% 的氟烷基改性氨基
（ 1． 苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州 215021 ； 2． 深圳市泰康新材料科技有限公司，广东深圳 518110 ） 摘要： 通过丙烯酸六氟丁酯和甲基封端的 N － β － 氨乙基 － γ － 氨丙基甲基硅油侧链伯氨基的加成反应， 制备了氟烷基改性氨基硅油; 并将其用于涤纶染色织 物 的 增深整理。采 用 红外光谱表征 了 氟 烷基 改 性 氨 基 硅油的结构，研究了氟含量、整理剂浓度、乳液粒径 对 织 物 增深效果 的 影响。结 果表明， 随着氟 含 量的 提 高，织物表观色深提高; 进一步提高氟含量，会影响 硅油 在 织 物 表 面 的成 膜 性，增深效果 不 明 显。 将 两种 不同粒径的乳液复配使用，能提升涤纶织物的增深性能，将氟烷基改性氨基硅油乳液质量浓度分别为 10 g / L 和 50 g / L 的氟烷基改性氨基硅油乳液按 1∶1 的 质 量 复配 使 用 时，和 未 处 理 样相 比，织 物 表观色深提升 达 到 17. 42% ; 经氟烷基改性氨基硅油整理的织物的干、湿 摩 擦牢 度 有 所 下 降， 但织 物 的 耐 水 洗 色 牢 度并 未 发生改变。 关键词： 氨基硅油，涤纶织物，增深整理，氟烷基，丙烯酸六氟丁酯
了氟烷基改性氨基硅油，并将其应用于涤纶染色 织物增深整理。对整理工艺及增深机理进行了初 步探讨。
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实验
主要试剂及仪器 丙烯酸六氟丁酯： AR， 哈尔滨雪佳氟硅化
学有限公司； N － β － 氨乙基 － γ － 氨丙基甲基硅 s， 张 油： 氨值为 0. 3 mmol / g， 黏度 1 500 mPa· 家港托普化工有限公司； 甲苯： AR， 江苏强盛 功能化学股份有限公司； 脂肪醇聚氧乙烯醚 － 6 （ AEO － 6 ） ： 工业品， 邢合市助剂厂； 脂肪酸失 水山梨醇酯 － 85 （ Span － 85 ） ： CP， 国药集团化 学试剂有限公司。 织物： 已染黑色涤纶织物。 分光测色仪： Ultrascan pro，美国 Hunter Lab 公司； 高剪切 分 散 乳 化 机： FM200 型， 上 海 弗 鲁克流体机械制造有限公司； 耐洗色牢度试验
* 织物使 用 氟 烷 基 改 性 氨 基 硅 油 处 理 前 后 的 L （ 明度） 、a * 、b * （ 色光） 值及 K / S 值； 摩擦牢
度： 根据 GB / T 3920 —1997 、在耐摩擦色牢度试 验仪 上 测 试； 耐 洗 牢 度： 根 据 GB / T 3921. 1 — 1997 、在耐洗色牢度机上测试； 纤维的表面形 态： 从织物中抽取一根纤维，利用扫描电子显微 镜测定。
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结果与讨论
氟烷基改性氨基硅油的红外表征
氨基硅油与氟烷基改性氨基硅油的红外光谱 见图 1 。
图1
氨基硅油与氟烷基改性氨基硅 油的 FT － IR 图
测定，KBr 制样； 乳液粒径： 采用激光粒度仪测试。 表观色深 （ K / S） 值： 采用测色仪测试染色
1 —氨基硅油； 2 —氟烷基改性氨基硅油 （ 氟的质量分数 为 25% ）
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合成方法
在配备有回流冷凝管、温度计的 250 mL 三口 烧瓶中，加入 30 mL 甲苯，在氮气保护下依次加入 30 g N － β － 氨乙基 － γ － 氨丙基甲基硅油和 32. 21 g 丙烯酸六氟丁酯； 升温至 65℃ 左右，保温反应 3 h 后除溶剂，得到氟烷基改性氨基硅油，产物黏度为 7 093. 1 mPa · s，氟的质量分数为 25% 。 改变丙烯酸六氟丁酯用量，可得到氟质量分 数为 20% 、15% 和 10% 的丙烯酸六氟丁酯改性 氨基硅油。 1. 3 氟烷基改性氨基硅油的乳化 在高速剪切分散乳化机中加入氟烷基改性氨 基硅油 10 g，非离子表面活性剂复合乳化剂用量 为氟烷基改性氨基硅油质量的 15% ，在 2 800 r / min 转速下室温搅拌乳化 15 min， 配成质量浓度为 100 g / L 的乳液。 再稀释成质量浓度为 10 g / L、 15 g / L、20 g / L 和 30 g / L 的整理剂整理织物。 1. 4 织物整理 二浸二轧 （ 轧余率约 80% ， 室温 ） → 预烘 （ 80℃ × 2 min） →焙烘 （ 160℃ × 2 min） 。 1. 5 性能测试与表征 红外光谱 （ FT － IR） ： 采用傅立叶红外光谱仪
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时，K / S 值的提升率较大，颜色增深明显； 整理 剂的 质 量 浓 度 为 20 g / L 时， 织 物 的 增 深 达 到 20. 84% ； 继续 增 加 至 30 g / L 时， K / S 值 仍 增 加，但其增加的趋势较缓，且引起织物表面色光 的变化。这说明含氟整理剂在织物表面成膜厚度 增加，增深效果提高； 但当膜的厚度增加达到一 定程度后，继续提高整理剂的浓度，增深效果变 化不大。 2. 2. 3 乳胶粒粒径对织物增深效果的影响 为探究乳胶粒粒径对织物增深整理的影响， 用非离子表面活性剂复合乳化剂制成乳液质量浓 度为 10 g / L 和 50 g / L 的乳液 （ 氟烷基改性氨基 硅油的质量分数为 15% ） ，平均粒径分别为 800 nm 和 344 nm； 且两种乳胶粒的粒径分布较窄， 成 单峰态。 将这两种不同粒径的乳液复配，并应用于增
硅油对织物进行增深整理，在可见光谱内整理剂 浓度对织物 K / S 值的影响见图 2 ， 对其色深的影 响见表 2 。 由表 2 可见，随着整理剂质量浓度的增加， 被整理织物的 K / S 值逐渐增大， 即达到增深效 果。当整理剂的质量浓度从 10 g / L 增加到 20 g / L
图2
整理剂浓度对织物 K / S 值的影响
第2 期
许燕等 . 氟烷基改性氨基硅油的合成及在织物增深整理中的应用
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图 1 中，与氨基硅油的 IR 谱相比， 氟烷基 －1 改性 氨 基 硅 油 的 IR 谱 中： 1 754. 8 cm 处 为 C O的吸收峰，1 185. 6 cm － 1 处为 C —F 键的伸 缩振动吸收峰，且未出现 C C 的吸收峰，这说 明丙烯酸六氟丁酯的 C C 双键已经与氨基发生 了加成反应，且反应发生在双键的端基碳上而非 C O 上。 从 而 证 明 反 应 达 到 了 预 期 的 目 的； 1 095. 3 cm － 1 和 1 021. 9 cm － 1 处为 Si—O—Si 的 －1 吸收峰，与 C —O—C 在 1 100 ～ 1 150 cm 处的
+ 中图分类号： TQ324. 2 1
文献标识码： A
文章编号： 1009 － 4369 ( 2013 ) 02 － 0087 － 05
织物染色深度受纤维染色平衡上染量和染色 牢度的制约，有时难以达到要求。对于染色深度 没有达到要求或染料用量较大的深色产品 ，增深 ［1 ］ 剂具有很好的实用价值 。 根据使用方法， 增 深剂可以分为两类： 染色过程中使用的增深剂和 染色后使用的增深剂。前者的增深原理实际上是 对纤维表面进行改性处理，从而改变或改善纤维 表面性质，提高纤维对染料、涂料的亲和力，使 着色材料能被更好地吸收固着； 另外，也可以通 过改变染料在溶液中的溶解性能或轻微改变染料 结构等方法来改善染色性能。后者的增深原理是 在织物表面覆盖一层低折射率膜 ，改变纤维对光 的反射、折射程度，从而获得较好的表观深色效 果，使用较多的成膜物质为有机氟、有机硅和丙 ［2 － 4 ］ 。有 机 氟 树 脂 因 折 射 率 较 低 烯酸 酯 树 脂 （ 在 1. 40 以下） 而深色效果好， 但其价格偏高； 有机硅树脂柔软性较好但增深效果不佳 ； 丙烯酸 树脂增深效果好，但易使织物的手感变硬，影响 其服用性能。因此，有效结合各树脂的优点，获 得增深效果好且附加值较高的纺织品是目前研究 的主要方向。 本实验利用丙烯酸六氟丁酯与 N － β － 氨乙 基 － γ － 氨丙基甲基硅油侧链伯氨基 的 加 成 反 应，将氟烷基键合到氨基硅油侧链氨基上 ，制备