本文選題：原子轉移自由基聚合(ATRP)　切入點：真絲　出處：《蘇州大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：將含氟化合物接枝到材料表面可以賦予其拒水拒油性能,拓寬其應用領域。常規(guī)過硫酸鉀(KPS)引發(fā)接枝時易發(fā)生單體的均聚和自由基偶合、歧化、鏈轉移反應,影響接枝聚合物的性能。而原子轉移自由基聚合(ATRP)是一種可控活性聚合方法,可避免KPS引發(fā)的缺點,具有使用單體范圍廣、聚合條件溫和、分子結構可控等優(yōu)點。同時采用ATRP方法對材料進行表面接枝有利于研究其結構與性能的關系。本課題采用ATRP法對真絲和棉進行接枝改性,探討了甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)、丙烯酸六氟丁酯(HFBA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)四種單體接枝真絲和棉的反應條件與反應性,研究了接枝真絲和棉的結構與性能,并比較了ATRP法與KPS引發(fā)法接枝對真絲和棉的結構和性能的影響。TFEMA、HFBMA、HFBA、DFHMA四種含氟丙烯酸酯單體采用ATRP法對真絲進行接枝。探討了四種含氟丙烯酸酯單體通過ATRP法接枝真絲的反應條件,較佳的反應條件是:單體濃度150%(owf)、反應液p H 8~9、反應時間150 min、反應溫度80℃、催化體系配比1.5:1~3:1、催化劑濃度0.32~0.37 mmol·L-1。四種含氟丙烯酸酯單體接枝真絲的反應性隨著含氟碳鏈的增長而減小。并從ln([M]0/[M])與反應時間的關系、聚合物的分子量與轉化率的關系、轉化率與聚合反應時間的關系和分子量分布等方面確認接枝反應為活性聚合。TFEMA、HFBMA、HFBA、DFHMA四種含氟丙烯酸酯單體分別采用KPS法和ATRP法對棉織物進行接枝,探討了四種含氟丙烯酸酯單體接枝棉織物的反應性與反應條件。KPS引發(fā)單體接枝棉織物較佳的反應條件是:單體濃度125~150%(owf)、KPS 2~2.5%(owm)、反應液p H 3~3.5、反應溫度80~85℃、反應時間120 min,并且根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到了四種單體接枝棉織物的接枝反應速率方程。ATRP法接枝棉織物較佳的反應條件是:單體濃度150%(owf)、反應液p H 8~9、反應時間150 min、反應溫度80℃、催化劑配比1.5:1~2:1、催化劑濃度0.32~0.37 mmol·L-1。研究了真絲和棉織物接枝前后的結構與性能。紅外光譜圖和拉曼光譜圖分別在1020~1286 cm-1和1283~1325 cm-1之間出現(xiàn)了C-F鍵的伸縮振動峰,固體核磁共振譜圖在化學位移為-75.66 ppm、-122.89 ppm、-214.24 ppm處出現(xiàn)了-CF3、-CFH、-CF2的特征吸收峰,故可以推斷含氟丙烯酸酯單體已經(jīng)接枝到真絲和棉織物表面。X-射線光電子能譜顯示氟元素含量從接枝真絲和棉織物表面向內(nèi)部有減少的趨勢,且真絲和棉織物表面存在單體中的含氟基團。當接枝率相近時,ATRP法接枝真絲和棉織物表面氟元素的含量高于KPS法接枝真絲和棉織物。X-射線衍射結果表明接枝反應主要發(fā)生在真絲和棉纖維的無定形區(qū)。氨基酸分析結果表明含氟丙烯酸酯單體與真絲的接枝反應主要發(fā)生在纖維無定形區(qū)氨基酸的活性基團上。從掃描電鏡可以觀察到ATRP法接枝真絲和棉織物表面比較光滑,KPS法接枝真絲和棉織物在接枝率較低時表面較為光滑,在接枝率較高時,表面出現(xiàn)均聚物。原子力顯微鏡圖片顯示接枝后的真絲和棉織物表面由較大的簇狀凹凸結構變?yōu)檩^小的點狀凹凸結構,且ATRP法接枝真絲和棉表面的點狀凹凸結構比KPS法更加有序。接枝真絲和棉織物的接觸角隨著接枝率的增加而增大,粘附力和滾動角隨著接枝率的增加而下降,當接枝率提高到一定程度時,對接觸角、粘附力和滾動角沒有促進作用。接枝真絲和棉織物具有較好的拒水性能和耐水洗性能,且拒水性能隨著含氟鏈段的增長而提高。當接枝率相近時,ATRP法比KPS法接枝的真絲和棉織物具有更大的接觸角,更小的粘附力和滾動角。而且ATRP法比KPS法接枝真絲和棉織物的接觸角更穩(wěn)定。接枝真絲和棉織物的熱性能分析表明,接枝真絲織物的初始分解溫度和最大分解速率溫度都得到一定程度的提高,接枝真絲具有更好的熱穩(wěn)定性;接枝后棉織物的初始分解溫度提前,最大分解速率溫度基本沒有變化。通過對接枝真絲和棉織物的表面和彎曲性能的測試可知,接枝對真絲和棉織物的手感影響較小。接枝后真絲和棉織物的白度、斷裂強力、透氣性、回潮率有一定程度的下降。
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【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TS195.54

【參考文獻】

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1 田輝;楊泰生;陳玉清;;疏水理論研究進展[J];山東陶瓷;2008年03期

2 朱云朋;關晉平;陳國強;;采用乙烯基三乙氧基硅烷對真絲織物阻燃改性的工藝條件及樣品性能測試[J];蠶業(yè)科學;2012年02期

3 梅小峰,朱譜新,吳大誠;過硫酸鉀引發(fā)淀粉與丙烯酸丁酯的接枝共聚[J];紡織導報;2005年02期

4 Robert C.Buck;Kai-Volker Schubert;周逸平;;紡織含氟整理劑——使用需知[J];紡織導報;2010年02期

5 朱平,隋淑英,王炳,孫鎧;阻燃及未阻燃棉織物的熱裂解[J];紡織學報;2002年06期

6 張健;李和國;白書培;韓素玲;宋華;張勝;劉薇;;棉織物的常壓等離子體拒水改性處理[J];紡織學報;2011年04期

7 陳國強;一縮二乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝真絲的結構[J];高分子學報;2002年03期

8 胡淑婕;于德梅;解云川;;原子轉移自由基聚合在超支化大分子合成中的應用進展[J];高分子材料科學與工程;2010年01期

9 鮑艷;姚小釗;馬建中;;原子轉移自由基聚合及其催化引發(fā)體系研究進展[J];高分子通報;2012年08期

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本文編號：1647301