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理论与研究 甘璐·端羧基聚硅氧烷 (FRCAS) 的合成及性能研究

端羧基聚硅氧烷 (FRCAS) 的合成及

性能研究

甘璐
( 江西省建筑材料工业科学研究设计院，江西 南昌 330001)

摘要 ： 本文先通过 D 4 、MM、D 3 F 和氨基硅烷等的本体聚合反应制备含氨基及三氟丙基的系列聚硅氧烷 (FRASO)，然后在催
化剂作用下，使聚硅氧烷侧链氨基与马来酸酐作用，将羧基引入聚硅氧烷侧链制得新型羧基改性聚硅氧烷 (FRCAS)。用非离子表
面活性剂 T-99 对 FRASO 及 FRCAS 进行乳化，并分别将其用于织物整理中。用红外光谱仪 (FT-IR)、核磁共振仪 1H-NMR、
Zeta 电位仪等仪器对产物结构及乳液物化性能进行表征和测试。结果表明 ： FRASO、FRCAS 与预先设计的分子结构一致。
FRCAS 乳液平均粒径为 101.5 nm，粒径分布窄。Zeta 电位为 -43.6 mV，乳液稳定性强。织物经整理后，柔软度和白度均有所提高，
具有一定的疏水性，FRCAS 处理过的织物疏水性明显低于 FRASO 处理过的织物。
关键词 ： 分子结构 ；粒径分布 ；疏水性 ；本体聚合 ；表征分析
中图分类号 ： TQ326.54 文章编号 ： 1009-797X(2019)22-0007-08
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.22.002

聚硅氧烷，具有表面能低、环境友好、易附着在 基聚硅氧烷常作为一个基元用于反电荷自组装法构筑
纤维表面成膜、可以修饰、美化纤维外观并改善其功 的超疏水表面的研究当中，其具有成本低、简便快捷、
能的优点 [1] 。包裹在纤维表面既能有效降低纤维表面 无污染、对基底无特殊要求等特点，因此近年来在仿
的摩擦系数，又能使纤维在微小外力的作用下发生相 生超疏水表面的研究领域内备受关注。故本文拟利用
对滑动，从而表现出柔软特性。所以有机硅整理后的 D 4 、MM、D 3 F 和氨基硅烷等的本体聚合反应制备含
织物，柔软、滑爽、弹挺、抗皱，透气性良好，而且 氨基聚硅氧烷，然后在催化剂作用下，使侧链氨基再
化纤织物有仿棉、仿麻或仿丝绸效应。有机硅还具有 与马来酸酐作用，将羧基引入聚硅氧烷侧链制得新型
无毒无味、生物相容性好、无皮肤致敏性、生理惰性强、 羧基改性聚硅氧烷。以功能性聚有机硅氧烷 ( 有机硅 )
独特的溶液渗透性、各种物理化学性能稳定、对环境 作为结构基元，利用自组装技术构筑具有不同结构、
无害等诸多优点，因而是生态环保型纺织品后整理的 形态和用途的超分子体系，如超疏水仿生纳米界面、
理想原料 [2] 。仿生超疏水性表面的研究是近年来化学 分子器件，分子反应器、纳米管、纳米簇催化剂、介
模拟生物系统中的一个新领域。基于荷叶效应，在大 孔材料及医学诊断与传输材料，已成为当今高分子材
分子中引入适当的纳米粒子以增加织物的微观粗糙度 料与物理、材料学、仿生学等领域非常活跃的前沿研
以期进一步增加织物的疏水性 [3] 。该疏水材料应用工 究课题。
艺简单，只需一步法 ( 一浸一轧 ) 整理工艺即可制备
出超疏水织物，简化了织物的整理工艺。 1 实验部分
目前，超分子组装仅限于小分子间的组装，而 1.1 实验原料
有机硅的组装则局限于小分子硅烷单分子组装膜的研 主要实验试剂见表 1。
究，聚硅氧烷大分子间的超分子组装鲜有报道。此外， 1.2 实验设备
对生态纤维表面官能基聚硅氧烷膜的形貌及其精细结 主要实验试剂见表 2。
构、链排列方式等，由于缺乏有效固定 / 抑制纤维形
变的方法，其研究仅限于扫描电镜的初步观测或依据 作者简介 ：甘璐 (1988-)，女，本科，中级工程师，主要
宏观实验结果所做的初步理论假设，真正在分子水平 从事建筑材料研究及检测工作。
上对其形貌、微观力学性能的研究尚未突破 [4] 。而羧 收稿日期 ：2019-06-15

年
2019 第 45 卷 ·7·