發(fā)布時(shí)間：2020-08-22 10:50

【摘要】：純棉是一種重要的紡織原料,棉織物具有優(yōu)良的透氣透濕性,但是棉織物易燃,也容易滋生細(xì)菌,在應(yīng)用上存在限制,所以有必要對(duì)棉織物進(jìn)行阻燃抗菌整理,賦予其阻燃抗菌等性能。棉織物的阻燃抗菌整理一直是研究的熱點(diǎn),并朝著高效安全環(huán)保的方向進(jìn)行,本文基于此合成了一系列棉用有機(jī)硅阻燃劑和抗菌劑,應(yīng)用于棉織物后取得了一定的效果。本課題以四甲基環(huán)四硅醇的鉀鹽(KCTSi)為載體,鏈接功能性的阻燃抗菌基團(tuán)合成了三種具有不同功能的硅氧烷化合物:(1)KCTSi與哌嗪和三氯氧磷反應(yīng),制備了含硅/磷/氮的協(xié)同阻燃疏水劑PNCTSi;(2)KCTSi與哌嗪和雙氰胺反應(yīng),制備了含多個(gè)胍基的環(huán)狀有機(jī)硅阻燃抗菌劑GNCTSi;(3)KCTSi與哌嗪、亞磷酸和尿素反應(yīng),制備了含磷環(huán)狀硅氧烷銨鹽阻燃劑APCTSi。然后通過(guò)FTIR、~1HNMR和~(13)CNMR對(duì)三種化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,表明成功合成了這三種化合物。(1)用50%的丙酮水溶液溶解PNCTSi配置為整理液,經(jīng)250 g/L的整理液整理后的棉織物的LOI為29.8%;經(jīng)垂直燃燒測(cè)試,處理的棉織物無(wú)陰燃和續(xù)燃;TG結(jié)果表明,處理的棉織物有更高的熱穩(wěn)定性,殘?zhí)苛扛哂诩兠蘅椢?接觸角測(cè)試其CA為150°;SEM測(cè)試觀察到處理的棉織物纖維殘?jiān)砻姘l(fā)生膨脹和鼓泡;經(jīng)多次水洗后,處理的棉織物仍具有很好的阻燃性和疏水性。以上結(jié)果表明PNCTSi是一種性能優(yōu)良的疏水劑和膨脹型阻燃劑。(2)用50%的異丙醇水溶液溶解GNCTSi配置為整理液,經(jīng)250 g/L的整理液整理后的棉織物的LOI為30.1%;垂直燃燒測(cè)試后殘?zhí)块L(zhǎng)度為6.5cm,同時(shí)沒(méi)有陰燃和續(xù)燃;TG測(cè)試表明處理的棉織物殘?zhí)苛棵黠@高于純棉織物;抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,處理的棉織物對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均具有優(yōu)良的抑菌性;SEM測(cè)試觀察到棉纖維殘?jiān)砻姹欢趸韪采w;同時(shí)棉織物的機(jī)械強(qiáng)度并未發(fā)生明顯變化。以上結(jié)果表明GNCTSi是一種性能優(yōu)良的棉織物阻燃抗菌劑。(3)將APCTSi溶于水中配置為整理液,經(jīng)250 g/L的整理液整理后的棉織物,通過(guò)LOI、垂直燃燒測(cè)試和熱重測(cè)試表現(xiàn)出優(yōu)越的阻燃性,SEM測(cè)試顯示處理的棉纖維被油膜覆蓋,棉纖維殘?jiān)霈F(xiàn)膨脹和破裂的泡狀結(jié)構(gòu)。以上結(jié)果表明APCTSi是一種性能優(yōu)良的硅/磷/氮協(xié)同阻燃劑。
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS195.2
【圖文】：

圖 1.2 (IB-co-N-MDPA)PDMS 的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig. 1.2 Chemical structure of (IB-co-N-MDPA)PDMS以聚硅氧烷為主體來(lái)合成功能性棉織物整理劑的研究有很多，由于聚硅氧烷本身含有大量的 Si-CH3和 Si-O-Si，使其具有低表面能，所以經(jīng)過(guò)改性接枝后的聚硅氧烷往往表現(xiàn)出多種功能，本課題組的陳兆華[22]也是以線性 PDMS 為主鏈，利用親核取代反應(yīng)合成了含有磷/氮的聚硅氧烷 PNPDMS，結(jié)構(gòu)式如圖 1.3 所示，經(jīng)過(guò) 350g/L 的 PNPDMS 溶液整理的棉織物的 LOI 為 30.0%，并進(jìn)行了錐形量熱和熱重測(cè)試，表明阻燃劑 PNPDMS 具有很好的阻燃性能；由于主鏈為聚硅氧烷，存在大量的Si-O-Si 結(jié)構(gòu)，所以賦予了整理后棉織物疏水性能；并經(jīng)過(guò)多次水洗，仍然有阻燃性和疏水性。缺點(diǎn)是 PNPDMS 的溶解度較差，整理液為乳化液，對(duì)于棉織物的整理效果不顯著。浙江大學(xué)的范宏[23]以哌嗪封端的聚二甲基硅氧烷 (PTSO)和環(huán)氧端基聚乙二醇 (EPEG)為原料合成了一個(gè)棉織物有機(jī)硅柔軟劑 PTSO PEG，結(jié)果表明，處理后的棉織物具有良好的白度和柔軟度，且與純棉織物有相同的親水性，后通過(guò)SEM 測(cè)試發(fā)現(xiàn)，棉纖維還具有光滑的表面，熱穩(wěn)定性方面未做研究。

圖 1.2 (IB-co-N-MDPA)PDMS 的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig. 1.2 Chemical structure of (IB-co-N-MDPA)PDMS以聚硅氧烷為主體來(lái)合成功能性棉織物整理劑的研究有很多，由于聚硅氧烷含有大量的 Si-CH3和 Si-O-Si，使其具有低表面能，所以經(jīng)過(guò)改性接枝后的聚烷往往表現(xiàn)出多種功能，本課題組的陳兆華[22]也是以線性 PDMS 為主鏈，利用取代反應(yīng)合成了含有磷/氮的聚硅氧烷 PNPDMS，結(jié)構(gòu)式如圖 1.3 所示，經(jīng)過(guò) /L 的 PNPDMS 溶液整理的棉織物的 LOI 為 30.0%，并進(jìn)行了錐形量熱和熱重測(cè)明阻燃劑 PNPDMS 具有很好的阻燃性能；由于主鏈為聚硅氧烷，存在大量i-O-Si 結(jié)構(gòu)，所以賦予了整理后棉織物疏水性能；并經(jīng)過(guò)多次水洗，仍然有阻燃疏水性。缺點(diǎn)是 PNPDMS 的溶解度較差，整理液為乳化液，對(duì)于棉織物的整果不顯著。浙江大學(xué)的范宏[23]以哌嗪封端的聚二甲基硅氧烷 (PTSO)和環(huán)氧端乙二醇 (EPEG)為原料合成了一個(gè)棉織物有機(jī)硅柔軟劑 PTSO PEG，結(jié)果表明理后的棉織物具有良好的白度和柔軟度，且與純棉織物有相同的親水性，后通EM 測(cè)試發(fā)現(xiàn)，棉纖維還具有光滑的表面，熱穩(wěn)定性方面未做研究。

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文 10 次洗滌循環(huán)后，涂層織物的阻燃性沒(méi)有顯著變化。埃利用 3-氨丙基三乙氧基硅烷水解后與亞磷酸二乙酯處理在棉織物表面涂覆了一層納米 ZnO 薄膜，研究發(fā)現(xiàn)亞磷降低處理織物燃燒性能的最有效的參數(shù)；此外，棉纖維纖維與 SiO2涂層和 ZnO 涂層之間的相互作用，賦予棉織微粒的引入不僅具有堅(jiān)固的粗糙表面，而且促進(jìn)了表面?zhèn)鹘y(tǒng)織物處理方法的策略將有助于推進(jìn)柔性襯底上超疏

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本文編號(hào)：2800600