文档介绍：第十三章纺织品涂层整理
第一节绪言
涂层整理:指在织物表面均匀地涂敷一层或多层高分子成膜
物,使其产生不同功能的一种表面加工技术。
织物涂层加工的主要目的:
(1)改变织物外观
如珠光效果、反光效果、双面双色效果、皮革外观效果、光泽效果等。
(2)改变织物风格
如柔软丰满的手感、硬挺及高弹回复性等。
(3)增加织物功能
防水、防油、防酸、防碱、防辐射、防紫外和远红外辐射等功能。
涂层产品的应用领域
(1)服装
风雨衣、羽绒服、劳防服等。
(2)产业用布
篷盖布、土工布、遮阳布、送风管道、汽车用布等。
(3)装饰用布
贴墙材料、铺地材料、椅子及沙发面料、遮光窗帘等。
涂层剂的主要类型
(1)聚氯乙烯树脂(包括糊树脂和悬浮树脂)
(2)聚丙烯酸酯涂层剂(溶剂型、水分散型、超微乳液型等)
(3)聚氨酯涂层剂(溶剂型、水分散型)
(4)天然橡胶和合成橡胶涂层剂等
第二节主要涂层剂的合成原理及其性能
一、聚氯乙烯涂层剂及添加剂
1、氯乙烯乳液聚合
乳液聚合法得到的糊树脂,特别适用于直接涂层加工。由于粒径小(02~3μm),在常温下加增塑剂即可方便地混合成糊。然后采取浸渍、涂刮法生产人造革等涂层织物。
用PVC树脂进行涂层或制造人造革时,要添加多种助剂。主要有增塑剂、稳定剂、润滑剂、填料、着色剂等。
2、增塑剂
增塑剂大多是难挥发的高沸点液体有机化合物,有少数是低熔点的固体。常用的有羧酸脂和磷酸脂。
增塑剂的增塑原理:
增塑剂分子借助和 PVC极性分子间的偶极力作用而进入 PVC大分子间,并通过三种方式削弱大分子间作用力:
(1)隔离作用:增塑剂分子介于大分子之间,增大其间的距离,从而削弱大分子间的作用力。
(2)屏蔽作用:增塑剂分子的非极性部分遮蔽聚合物大分子的极性基,使相邻聚合物分子的极性基不发生作用。
(3)偶合作用:增塑剂的极性基团与聚合物分子的极性基偶合,破坏原来聚合物分子间的极性联结,从而削弱其作用力。
增塑剂的加入可使 PVC分子链之间的相对运动变得容易,树脂的熔融流动温度、玻璃化温度,熔体粘度、脆性、硬度、拉伸强度、弹性模量都降低,而制品的柔韧性增加,抗冲击强度和断裂伸长增大,耐寒性提高。
3、稳定剂
能阻止或抑制树脂因受热、光、氧、细菌等而引起变质的物质称为稳定剂。
PVC分子中存在许多结构上的缺陷,如双键、支化点、残存的引发剂端基、含氧结构等,这些薄弱点经热和光的活化很容易形成自由基,在自由基的引发下,PVC大分子按链式机理脱HCl降解。
连续脱HCl反应,使PVC大分子主链上产生共轭双键的多烯序列,当共轭双键的数目达5~7个时,PVC即开始变色,超过10个,即变为黄色。随 HCl的不断脱出,共轭序列不断加长,颜色不断加深,最后成棕色、黑色。
此外,多烯链段的化学稳定性很低,会发生聚烯烃的氧化而使分子链断裂降解。
1)热稳定剂
(1)热稳定剂的稳定作用机理
①吸收 HCl,抑制其自动催化作用;
②取代 PVC大分子中不稳定的叔碳氯原子和烯丙基氯原子,抑
制脱 HCl反应;
③与多烯结构发生加成反应,破坏大共轭体系的形成和变色;
④捕捉自由基,阻止氧化反应等;
(2)热稳定剂的种类
①金属皂类热稳定剂
属于此类热稳定剂有硬脂酸的钙、钡、镁、锂、锌、铝、锶、
钴、锡和钠盐,月桂酸的钡、钙、锌、镉盐等,还有蓖麻醇酸的
钡、镉、锶盐等。
金属皂类稳定剂,既能中和HCl,又可置换PVC分子链上的不
稳定氯原子,又由于含长脂肪链,故是一种兼具润滑作用的热稳定
剂。这类热稳定剂多是无毒或是低毒的。
②盐基性铅盐类热稳定剂
常用的三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅,结构式分别为:
3PbO·PbSO4·H2O;
2PbO·PbHPO4·1/2H2O;
这类热稳定剂的主要作用是结合脱出的 HCl,其稳定性好,价
廉,故广泛使用。
③有机锡类热稳定剂
这类热稳定剂与金属皂类一样,既能与 HCl结合,又能与不稳
定氯原子作用,还能与多烯结构进行反应,故热稳定效果很高。虽
然价格较贵,但用量很少,可单独使用。如:
二月桂酸二丁基锡(简写为DBTL)
马来酸二丁基锡(简写为DBTM)
2)光稳定剂
太阳光对塑料等高分子材料的光老化作用主要起因于其所含的
紫外光。在正常情况下,290~400nm波长的紫外线仅占大地日光总
量的5%,然而正是这为数不多的紫外辐射却对聚合物有着巨大的破
坏作用,成为现代聚合物光稳定性中的主要问题。
(1)光老化现象
聚合物的光老化,是紫外线和氧参与下的一系列复杂反应的
结果,因此这一过程,又称为光氧化或氧化光分解。
(2)光稳定剂的作用机理
光稳定剂可分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂和自由基捕
获剂