【集萃網(wǎng)觀察】1 引言 據(jù)中國服裝協(xié)會調(diào)查，2001年中國服裝出口總量為124.9億件，服裝及衣著附件出口總金額為366.56億美元。服裝及衣著附件出口總金額，占中國出口貿(mào)易總額的13.8%，占全球服裝出口貿(mào)易總額的1/6[1]。由此可見，中國成為世界上最大的紡織品服裝生產(chǎn)國和輸出國，隨著中國紡織服裝出口量的高速增長，對其配套的上游產(chǎn)業(yè)-服裝輔料行業(yè)提出新的挑戰(zhàn)和機遇，迫使其跟隨服裝業(yè)的發(fā)展，而不斷調(diào)整其發(fā)展的步伐。近幾年，國內(nèi)多家服裝輔料企業(yè)開始對傳統(tǒng)的面料整理技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，特別是對熱溶膠整理技術(shù)，進(jìn)行技術(shù)革新，從有底粉漿整理，改為無底粉漿整理，該技術(shù)的實施不僅降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，而且提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，為企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟效益。 該技術(shù)首先是由在中國注冊的一家日資企業(yè)，引進(jìn)其國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，對熱熔膠整理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，該技術(shù)的關(guān)鍵要素之一是粘合劑，該粘合劑是由日本進(jìn)口而來，國內(nèi)尚無這方面報道，為此我們通過調(diào)研分析，決定采用互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)技術(shù)來合成此類粘合劑，以滿足國內(nèi)眾多服裝輔料企業(yè)對此類產(chǎn)品需求。 互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(lnterpenetrating Polymer Network，簡稱IPN)是兩種共混的聚合物分子相互貫穿并以化學(xué)鍵的方式各自交聯(lián)而形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[2]�；ゴ┚酆衔锞W(wǎng)絡(luò)一詞是由Millar于1960年第一次提出，但對具有IPN結(jié)構(gòu)的材料的研究可以追溯到19世紀(jì)Good year進(jìn)行的橡膠的硫化或交聯(lián)。進(jìn)入20世紀(jì)后，一些科技工作者在IPN方面做了一些工作，但真正IPN進(jìn)行深入的研究始于Millar。60年代初，他制成了聚苯乙烯/聚苯乙烯(PS/PS)的lPN離子交換樹脂材料。繼Millar之后，越來越多的工作者在IPN的研究及應(yīng)用方面做了大量的工作，IPN被廣泛應(yīng)用作抗沖擊材料，離子交換樹脂，噪音阻尼材料，熱塑性彈性體和其他材料。目前，在我們國內(nèi)，IPN已在化工系統(tǒng)被使用，在印染界黃福茂、蔡明洲等學(xué)者已對此發(fā)表了各自研究結(jié)果[3][4]。
2 實驗 2·1 主要原料: 丙烯酸甲酯(工業(yè)級)、丙烯酸丁酯(工業(yè)級)、甲基丙烯酸甲酯(工業(yè)級)、丙烯腈(工業(yè)級)、反應(yīng)性有機硅單體(工業(yè)級)、交聯(lián)劑GAO1(自制)、乳化劑十二烷基硫酸鈉、平平加0-15、功能性和反應(yīng)性乳化劑(自制)、過硫酸銨(分析純)、增稠劑PTF、聚酯(工業(yè)級)、聚酰胺(工業(yè)級) 2·2 合成實驗 將部分單體和交聯(lián)劑GAOl用乳化劑乳化成單體Ⅰ備用;將另一部分單體和交聯(lián)劑GAOl及反應(yīng)性有機硅單體用乳化劑乳化成單體Ⅱ備用。在反應(yīng)釜中加入一定量的水，在氮氣保護(hù)下升溫至5O℃，加入10%預(yù)乳化單體Ⅰ，升溫至70℃加入部分引發(fā)劑，至80℃，開始滴加單體Ⅰ和引發(fā)劑，滴加完畢后，再反應(yīng)1小時，然后滴加單體Ⅱ和引發(fā)劑。滴加完畢后，再反應(yīng)1.5小時，升溫至90℃再反應(yīng)半小時，停止反應(yīng)，冷卻至40℃出料，所得乳液實測含固量為45%。
3 結(jié)果和討論 3·1 粘合劑的物理性能
3·1·1 粘合劑的粒經(jīng)分布 采用功能性和反應(yīng)性乳化劑，以及IPN技術(shù)合成的粘合劑平均粒經(jīng)在9Onm以下，分布均勻，圖1為LS13320激光粒度儀測出的乳液中粒子直徑分布圖。其中交聯(lián)劑GAOl用量為單體總量的1%。
3·1·2 粘合劑的成膜性
將合成實驗所得乳液分別在室溫和80℃干燥，均可制成無色透明膜，其膜伸長率可達(dá)500%。
3·1·3 粘合劑的穩(wěn)定性
將試驗所得乳液稀釋至含量為10%，在離心機上以3000RPM的速度離心分離半小時，未發(fā)現(xiàn)絮狀物。這說明該粘合劑具有良好的穩(wěn)定性，這可能與使用反應(yīng)性和功能性乳化劑有關(guān)，因為該類乳化劑直接參與了化學(xué)反應(yīng)，乳化劑分子直接連接在高聚物主鏈或支鏈上。
3·2 乳化劑對剝離強力影響
在乳液聚合體系中，一般情況下，乳化劑不直接參加化學(xué)反應(yīng)，但它是最重要的組份之一，乳化劑的種類和濃度將直接影響引發(fā)速率及鏈增長速率。它也會影響決定聚合物性能的聚合物的分子量及分子量分布，以及影響與乳液性質(zhì)有關(guān)的乳膠粒濃度，乳膠粒的尺寸及尺寸分布等重要指標(biāo)。因此乳化劑的選擇在乳液聚合中起到舉足輕重的作用。我們采用的乳化劑是功能性和反應(yīng)性乳化劑，為此我們也對這類乳化劑和常規(guī)使用陰/非離子復(fù)配乳化劑進(jìn)行對比試驗，試驗結(jié)果見圖2
由圖可見，剝離強力隨著乳化劑用量增加而增加，但是乳化劑用量達(dá)到單體總量3%以后，隨著乳化劑增加反而減小。同時可以看到，采用功能性和反應(yīng)性乳化劑，在乳化劑用量相同情況下，其剝離強力要明顯高于常規(guī)小分子乳化劑。這是因為小分子乳化劑在高溫焙烘時，容易發(fā)生遷移，而功能性和反應(yīng)性乳化劑不易發(fā)生此類現(xiàn)象。
3·3 引發(fā)劑用量對高聚物轉(zhuǎn)化率的影響
引發(fā)劑是乳液聚合配方中最重要的組份之一，引發(fā)劑的種類和用量會直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，并影響聚合反應(yīng)速率。本實驗采用的引發(fā)劑為過硫酸銨，由于影響聚合反應(yīng)速率的因素眾多，為此我們決定在相同條件(溫度、時間、乳化劑)改變引發(fā)劑用量進(jìn)行試驗。
結(jié)果見圖3:
由圖3可見隨著引發(fā)劑用量增加，轉(zhuǎn)化率隨之增加，當(dāng)引發(fā)劑用量到達(dá)0.3%時，轉(zhuǎn)化率為最大，隨后又減少。同時，在實驗中發(fā)現(xiàn)當(dāng)引發(fā)劑用量太大時有少量凝聚物產(chǎn)生。
3·4 交聯(lián)劑用量對剝離強力的影響
交聯(lián)劑用量對整理后織物剝離強力影響結(jié)果如圖4
4 工廠應(yīng)用試驗
4·1 工藝流程
制漿→刮漿→噴撒熱熔膠→烘干→焙烘(170℃,40-60s) →成品(經(jīng)編襯緯40×75，40×100)
4·2·制漿處方:
NC-203粘合劑 50-60
水 50-40
增稠劑 1.8-2.0
100(公斤)
4·3 產(chǎn)品性能指標(biāo)檢測
測試標(biāo)準(zhǔn):FZ/T01805-2000熱熔粘合襯布剝離強力的測定;
GB-1140101-89熱熔粘合襯布干洗后外觀及尺寸變化的測定;
GB-1140201-89熱熔粘合襯布水洗后外觀及尺寸變化的測定。
(經(jīng)編襯緯40×75)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)檢測結(jié)果如表一
表一 產(chǎn)品質(zhì)量檢測結(jié)果
從表一可見，產(chǎn)品各項性能指標(biāo)的實測數(shù)據(jù)要高于標(biāo)準(zhǔn)值，特別是剝離強力，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)值。這也為該產(chǎn)品的推廣應(yīng)用提供了有力保障，目前該產(chǎn)品已被多家服裝輔料企業(yè)所使用，最終產(chǎn)品直接出口歐洲和美國，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
5 結(jié)論
1、我們采用IPN技術(shù)合成了一種新型粘合劑。
2、采用功能和反應(yīng)乳化劑合成的乳液比采用常規(guī)小分子乳化劑合成的乳液具有更好的粘接力，體現(xiàn)在織物整理后，具有更好的剝離強力。
3、交聯(lián)劑的使用有利于提高剝離強力，其最佳用量為單體總量的1%。
4、產(chǎn)品巳被多家服裝輔料企業(yè)使用，效果良好，最終產(chǎn)品直接出口歐洲和美國。
參考文獻(xiàn)
l.中國印染協(xié)會信息2003.1(9)
2.施良和 胡漢杰,高分子科學(xué)的今天與明天，化學(xué)工業(yè)出版社，1994
3.黃茂福，聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿網(wǎng)絡(luò)涂料印花粘合劑的制備與應(yīng)用,2004國際涂料應(yīng)用和特種印花學(xué)術(shù)交流會;17-23
4.蔡明訓(xùn) 吳春明 顧東民，IPN結(jié)構(gòu)在合成涂料印花粘合劑中應(yīng)用初探，2004 國際涂料應(yīng)用和特種印花學(xué)術(shù)交流會;24-29
來源: 印染在線 作者：朱文均 吳春明
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