涤纶织物亲水整理剂的合成和性能【开题报告】.doc

1、毕业论文开题报告 高分子材料与工程 涤纶织物亲水整理剂的合成和性能 一、 选题的背景和意义 合成纤维织物因断裂强度高、耐磨性好、尺寸稳定性好等优点，具有不可替代的地位，但它们同时也存在明显的缺陷，涤纶织物是典型的疏水性织物，标准回潮率只有0.4%，易产生静电，易沾污，吸水性和吸汗性差，服用时有闷热感，从而影响其服用性。由此，涤纶织物亲水整理应运而生，亲水整理能使涤纶织物的服用舒适性抗静电性及易去污性能得到一定程度的改善。目前已经有多种类型的亲水整理剂，比如低温等离子体技术，它作为一种新的表面改性手段，使聚酯纤维表 面大分子链发生断裂，引入了含氧基团，提高纤维的吸湿性，能快速、高效、无污染的改善

2、纺织材料的表面性能，同时又不改变材料的本体特点，但是它的工艺过程复杂；丙烯酸酯类的耐久性亲水抗静电剂，它的合成过程一般采用阴 -非离子乳化体系，该体系取长补短了非离子和阴离子乳化体系的优缺点，在其合成过程中，因为其采用乳液聚合，而乳液聚合往往由于工艺上小小的变更，会给最终产品带来极大的影响；聚胺类亲水抗静电剂，属于阳 -非离子型，俗称假阳离子型，主要用于腈纶及混纺织物的亲水抗静电剂整理，它采用聚乙二醇与多乙烯多胺反应而成，为加强聚乙 二醇的反应活性，常在聚乙二醇两端接上反应活性较大的环氧基团，整个合成过程经历三个反应：环醚化、闭环和缩合，其反应过程中很容易出现副反应；三嗪类亲水抗静电剂，它是利

3、用与三嗪环连接的活性官能团，部分与亲水性基团反应获得亲水性能，部分与能产生耐久性的基团反应获得耐久性能，同时空余部分活性基团，使其能与纤维反应产生投锚效应，以加强耐洗性能，然而其反应比较难进行，需要复杂的条件。以上都是各类亲水抗静电剂的合成方法，它们都会存在产品性能，工业化实施环节的缺陷，对产品的应用带来很大的影响。大部分场合的终端产品还需配入其他 一些整理剂，最主要的一个缺陷是经其后整理的涤纶织物，其手感稳定性不够好，手感衰减明显，所以用户还不满意，而且现今所用的涤纶处理剂基本上是由外省或者是进口商提供的，使用成本较高，同时也存在使用的效果不稳定等因素。聚酯聚醚型亲水整理剂是新型整理剂，其分

4、子中存在聚醚链段和聚酯链段，其中聚醚链段具有良好的亲水性，聚酯链段与涤纶结构相似，根据相似相亲原则，在受热过程中可与涤纶发生共熔 1 O OH 3 CON a2 S O 3C H 3O+ 2 H O - H 2 C - H 2 C - O H OOH O H 2 C H 2 CON a2 S O 3C H 2 C H 2 O HOO OH O H 2 C H 2 CON a2 S O 3C H 2 C H 2 O HO共结晶作用，使亲水整理剂具有良好的耐洗性。涤纶功能性处理剂的用量很大。 二、 研究目标与主要内容 （含论文提纲） 以对苯二甲酸二甲酯、二元醇、 聚乙二醇等原料，通过调节软段（聚乙

5、二醇等）、硬段（对苯二甲酯 +小分子二元醇链节）的组成和比例，调整共聚物嵌段长度和序列分布以及变化共聚物的分子量合成出具有良好水分散性的非离子聚醚酯，作为化纤织物的亲水整理剂，赋予织物柔软、丰满、滑爽的手感，且具有良好的耐洗性和手感持续性。 1.实验方法与内容 由高纯度的 DMT 与 EG 进行酯交换生成 BHET，随后与 PEG 共聚成聚醚酯共聚物，其反应如下： OOH 3 CO C H3+2 H O - H 2 C - H 2 C - O H+ 2 C H 3 O HOOOOC H 2 C H 2 O HOH O C H 2 C H 2( B H E T )n B H E T + P E

6、G 共 聚 CO OO C H 2 C H 2 OC x O C H 2 C H 2 O y n + n H O C H 2 C H 2 O H间苯二甲酸二甲酯 5-磺酸钠、 和乙二醇进行酯交换反应生成对苯二甲酸二乙二醇酯和甲醇，再与 PEG 反应，反应如下： + 2CH3OH + 2 n P E GOO H C 2 H C 2 O x y nS O 3 N a+ H O H C 2 H C 2 O HCO O H C 2 H C 2 OC 酯交换是通过对苯二甲酸二甲酯（ DMT）和小分子的二元醇乙二醇、丙二醇等进行酯交换生成对苯二甲酸二乙二醇 /丙二醇酯（ BHET）和甲醇。缩聚反应是有酯交

7、换反应生成的对苯二甲酸二乙二醇酯和聚醚等含有端羟基的二元聚合物进行共聚，生成含有PET 链节的无规共聚物。 （ 1）高效催化剂和确立聚合反应工艺参数。 （ 2）研究共聚物中亲水组分含量和分子量对分散性、亲水性、抗静电性的关系。 （ 3）研究共聚物分子量与水分散性、抗静电、亲水性以及耐洗性的关系 （ 4）研究软段长度对结晶性能以及亲水性的影响。 （ 5）研究硬段组成和含量对软化点和耐洗性的影响。 2. 实验结果分析 润湿时间测定 DSC 检测其结晶性能和玻璃化转变温度 用多人次手感触摸评价织物柔软性能 通过不同烘培温度和浓度对织物耐洗性试验 红外光谱检测其结构 处理过织物的耐久性实验测定 3.实

8、验结论 通过对实验结果的分析得出实验结论，得出最佳实验效果的合成路线及 配方。 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 采用实验研究法，制备聚醚酯作为织物亲水整理剂，表征聚醚酯的各种性能。从而优化实验工艺，得到实验工艺数据。 实施方案、技术路线： 第一步首先确定合成工艺条件，保证各单体能够顺利进入共聚物组成。第二步考察共聚物中亲水组分（聚乙二醇）含量与水分散性、亲水性和抗静电性的关系；第三步考察共聚物分子量与水分散性，亲水性以及耐洗性的关系；第四步考察硬段长度、软段长度对共聚物相分离、结晶性能的影响以及与亲水性、手感持续性的关联；第五步考察硬3 段组成对共聚物软化点和 耐洗性的影

9、响， 最后通过优化均衡，确定水分散好、亲水性、耐洗性优良，手感优异的抗静电亲水整理剂实验配方和合成工艺。 四、参考文献 1 董建朋 ,陈金辉等 .涤纶织物耐久性多功能亲水整理剂的合成及应用研究 .印染助剂， 2009， 26（ 2）， 23-28. 2 2 费柳月 ,将平平等 .邻苯二甲酸二元醇聚酯合成、表征与热裂解动力学 J.江南大学（自然科学版） .2006(6),725-729. 3 张美珍 ,柳白坚 .聚合物研究方法 M.北京 ,中国轻工业出版社 ,2000,125-131. 4 田华 .水溶 性聚酯的合成研究 J.化工科技 2005,13(3),24-26. 5 张可 ,郭士明等 .

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13、-2011.1.5 完成文献综述、外文翻译、开题报告、同时进行实验 5 2010.12.25-2011.1.30 结束实验，需获得全部必须的实验数据 6 2011.2.1-2011.2.18 完成论文初稿 7 2011.2.19-2011.2.20 中期检查 8 2011.2.19-2011.4.11 修改论文 9 2011.4.12-2011.4.20 论文定稿 六、研究的主要特点及创新点 以对苯二甲酸二甲酯、聚乙二醇、共聚醚等原料合成一种水分散型性非离子型聚醚酯，通过对聚合物结构科学合理的设计，合成一种高性能、实用型涤纶织物用多功能整亲水理剂。该整理剂能赋予涤纶织物耐久的亲水、抗静电、吸湿排汗等功能，同时还赋予织物柔软、丰满的手感，能有效提升涤纶织物的舒适感和附加值，也能简化织物后整理工艺过程。 本研究中采用比较成熟的技术路线来获取性能比较优越的产品。选用价格比较低廉的聚醚、小分子二元醇等为原料合成高性能织物多功能整理剂。选用特种聚醚作添加剂，能大大改善手感及耐洗性和功能的持久性。