1、毕业论文开题报告 高分子材料与工程 涤纶织物抗静电剂的制备 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，因其大分子以共价键结合，极性基团较少，而且晶区结构紧密，导致吸湿性差，公定回潮率只有 0.4%。这就造成涤纶织物导电性差、易积聚静电荷，经摩擦易产生静电，且难以逸散。如外衣织物带电会发生畸态变形且容易缠贴和吸附尘埃；在易燃环境中，织物摩擦发生火花放电容易引起火灾等等。由此 ,涤纶织物抗静电处理应运而生 ,抗静电处理能使涤纶织物的抗静电 性，使用舒适性及去污性能得到一定程度的改善 .目前抗静电剂主要有两大类：
2、非耐久性（暂时性）抗静电整理， 耐久性（永久性）抗静电整理。非耐久性抗静电剂主要采用表面活性剂对织物 的表面涂复抗静电剂 进行整理，使纤维表面亲水性加强。当空气的相对湿度提高时，纤维表面形成水的吸附层，比电阻降低。 但在加工、染整、洗涤和使用过程中，纤维抗静电剂容易脱落，因此抗静电效果不能持久。 耐久性抗静电剂整理是近 20 年发展起来的整理加工方法。所谓耐久性抗静电整理是指洗涤多次后抗静电效力还不明显降低的处理。耐久性抗静电剂一般采用的是含有亲水 结构或者离子型的高分子，通过与纤维表面的活性基团反应或自身的交联作用在纤维表面形成不溶性聚合物的导电层。 这类抗静电处理几乎属于树脂整理 。目前，
3、国内外开发的抗静电整理剂中，阴离子型耐久性抗静电剂一般分为羧酸、脂类、磺酸、磷酸类或含有上述基团的高分子化合物，例如苯乙烯 醋酸乙烯 丙烯酸（或失水苹果酸）共聚再与聚醚的加和所得的树脂、磷酸化合物与甲基丙烯酸共聚物、磺化的苯乙烯共聚物、磺化的苯乙烯 丙烯酸 聚乙二醇等等。 属于阳离子耐久性抗静电剂的种类最多。主要类别有丙烯酸酯类衍生物、丙烯酰胺衍生物、乙烯醚衍生物、含氨 乙稀衍生物、聚胺树脂等。耐久型抗静电剂除阳离子、阴离子耐久性抗静电剂之外，还有非离子耐久性抗静电剂。此类抗静电剂是由丙烯酸或甲基丙烯酸的聚乙二醇酯，经热处理后失去其水溶性，成为耐久性抗静电剂，属于这类的还有聚乙二醇与甲基丙烯酸
4、及环氧丙烷化合物、聚氧乙稀与苯乙烯共聚物（以二异氰酸为交联剂）等。如涤纶织物经三羟甲基三聚氰胺氧乙稀反应物浸轧、烘干、烘培后有抗静电性能，耐洗1 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 )性很好；聚乙二醇与聚对苯二甲酸乙二酯的共聚物制成水乳液，浸渍烘培，附着量为织物重的 3%-15%，可使涤纶织物具有耐久性的抗静电性能和防污性能。 以下例举了近年来市场上常见的抗静电剂。 杭州临安德昌化学有限公司生产的 HDC 系列抗静电剂；常州市化工研究
5、所有限公司研究和代理的涤纶非离子型抗静电剂 CAS、涤纶阳离子型抗静电剂 DAS、有利凯马非离子耐久抗静电整理剂 TM、亨斯迈涤纶杰出耐洗非离子抗静电剂 EP 等；海安石油化工厂的 HA-66 抗静电剂、抗静电剂 SN（十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐）等； 日本 SANYO 化成公司 生产的 3500 抗静电剂。 二、 研究目标与主要内容 （含论文提纲） 主要内容和目标： 以对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯 5 磺酸钠、小分子二元醇、聚乙二 醇等原料，分别合成非离子型和离子型的聚合物，对共聚物进行表征。考察软段（聚乙二醇等）、硬段（对苯二甲酯 +小分子二元醇链节）的组成和比例、共聚物嵌段长度
6、和序列分布等对水溶性、抗静电性、耐洗性的影响，并考察后整理条件对抗静电性的影响。 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，缩聚反应如下： 对苯二甲酸二甲酯与乙二醇的反应： 间苯二甲酸二甲酯 5-磺酸钠与乙二醇的反应： O OH 3 CON a2 S O 3C H 3O+ 2 H O - H 2 C - H 2 C - O H O OH O H 2 C H 2 CON a2 S O 3C H 2 C H 2 O HO+ 2 C H 3 O H对苯二甲酸二乙酯与聚乙二醇的反应： 2 n B H E T + P E G 共 聚 CO OO C H
7、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间苯二甲酸二乙酯 5-磺酸钠与聚乙二醇的反应： O OH O H 2 C H 2 CON a2 S O 3C H 2 C H 2 O HO + 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）、间苯二甲酸二甲酯 5 磺酸钠和小分子的二元醇等进行酯交换生成对苯二甲酸二乙二醇酯（ BHET）、间苯二甲酸乙二醇酯 5 黄酸钠和甲醇。缩聚反应是有
8、酯交换反应生成的对苯二甲酸二乙二醇酯、间苯二甲酸乙二醇酯5 黄酸钠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
9、结构 用静电测试仪测抗静电性能 3.实验结论 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。 3 三、 拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 研究方法、研究手段： 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： 第一步首先筛选有效的催化体系和合成工艺条件，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
10、及与亲水性、手感持续性的关联；第五步考 察硬段组成对共聚物软化点和耐洗性的影响， 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 .第 26 卷第 2 期 .2009. 2 刘 涛 .涤纶织物的抗静电技术 .化纤与纺织技术 .第三期 .2008(9),20-32. 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 滕叙义 .聚丙酯等化纤用抗静电剂 .精细化工 ,1986(3),42-52.
11、 5 姚宗仁 ,章先桐等 .合成纤维及织物的抗静电处理 .印染助剂 ,1999(3),3-21. 6 曹惠椿 .CA 型抗静电剂在 PET 中的应用 .纺织学报 ,2000(5),10-13. 7 杭伟明 ,朱亚伟 .涤纶和锦纶织物的抗静电整理 .纺织学报 ,第 30 卷第六期 .2009. 8 张卫玲 ,张健飞 .毛织物抗静电整理及其影响因素 .纺织学报 .第 30 卷第三期 .2009. 9 谢新光 ,陈宏军等 .新型抗静电涤纶的研制 ,合成纤维工业 .第 20 卷第 2 期 .2007. 10 刘荣清 ,张易 .棉纺生产中 静电消除的研究 .纺织导报 .第 10 卷第二期 .2010.
12、11 杨小燕 ,项军等 .永久抗静电 PA6 /ABS 材料的制备 .纺织导报 .第 10 卷第二期 .2010. 12 Jincheng Wang,Ke Yang and Xiaoyu Zheng Journal of Elastomers and Plastics 2009 41: 483 originally published online 1 September 2009 copolymers: 1 .Polymer, 1979, 20(11) :1454-1459 . 4 13 Charch W H,Shivers J C. Elasstomeric condensation bl
13、ock Copolymers,Part IIJ .Textile Res J, 1959, 29 :536-540 . 五、 研究的整体方案与工作进 度安排 （内容、步骤、时间） 序号 时间 内容 1 2010.11.1-11.15 有关抗静电聚醚酯合成的文献查阅 2 11.15-11.20 确立聚合反应工艺参数 3 11.21-11.27 合成不同抗静电组分的聚醚酯 4 11.27-12.5 共聚物中抗静电组分含量和分子量对抗静电性能的关系 5 12.7-12 14 合成不同分子量的聚醚酯 6 12.16-12.21 共聚物分子量与抗静电性、耐洗性的关系 7 12.21-12.25 改变聚合
14、工艺 8 12.28-12.31 软段长度对结晶性能以及抗静电性的影响 9 2010.1.5-1.11 硬段长度对结晶性能以及抗静电性的影响 10 1.12-1.20 论文框架 11 1.20-2.1 论文初稿 12 2.20-4.20 论文修改、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负离子型聚醚酯，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抗静电剂。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，能大大改善手感的耐洗性和功能的持久性 。
