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纳米二氧化硅改性“Click”型侧链含氟聚氨酯的制备及在织物整理剂上的应用
摘要:本文通过将纳米二氧化硅引入含氟聚氨酯中,并采用“Click”型侧链反应进行改性,制备了一种新型纳米二氧化硅改性含氟聚氨酯。通过红外光谱分析、热重分析、接触角测量等方法对所制备的材料进行了表征。结果表明,纳米二氧化硅成功引入含氟聚氨酯中,且改性过程不会改变其热稳定性。同时,研究了该材料在织物整理剂上的应用,并测试了其对织物表面润滑、防水性能的影响。
关键词:纳米二氧化硅;含氟聚氨酯;Click型侧链反应;织物整理剂;润滑性能;防水性能
1. 引言
纳米材料在现代材料科学领域具有重要的应用前景。纳米二氧化硅具有良好的分散性、表面活性以及高比表面积等特点,被广泛应用于聚合物材料的改性中。含氟聚氨酯作为一种重要的高分子材料,在织物整理剂等领域具有广泛的应用。然而,单纯的含氟聚氨酯在润滑性能以及防水性能方面存在一定的局限性。因此,引入纳米二氧化硅材料,通过“Click”型侧链反应进行改性,可能能够提高含氟聚氨酯的性能,增加其在织物整理剂中的应用价值。
2. 实验部分
材料
本实验所用材料包括纳米二氧化硅(SiO2,粒径为20 nm)、聚己内酯(PCL,相对分子质量为20,000)、己二酸二巯酯(HDTM,用于引发聚合反应)和含氟丙烯酸酯(FMA,用于引发“Click”型侧链反应)。
制备纳米二氧化硅改性含氟聚氨酯
首先,将聚己内酯、己二酸二巯酯和纳米二氧化硅按一定的摩尔比例混合,并将混合物溶解于适量的有机溶剂中。接下来,将溶液注入反应器中,在氮气氛中进行高温下的聚合反应。在反应过程中,加入HDTM作为引发剂,促使聚合反应的进行。反应反应一定时间后,得到纳米二氧化硅改性含氟聚氨酯。
表征方法
通过红外光谱分析(FTIR)、热重分析(TGA)和接触角测量对所制备的纳米二氧化硅改性含氟聚氨酯进行表征。FTIR分析可以确定材料的化学结构是否发生改变。TGA可以测试材料的热稳定性。接触角测量可以评估材料的润湿性能。
3. 结果与讨论
纳米二氧化硅改性含氟聚氨酯的制备
通过红外光谱分析可以确定纳米二氧化硅成功引入含氟聚氨酯中,并且“Click”型侧链反应也成功进行。热重分析结果显示,纳米二氧化硅改性不会改变含氟聚氨酯的热稳定性。
纳米二氧化硅改性含氟聚氨酯在织物整理剂上的应用
将纳米二氧化硅改性含氟聚氨酯应用于织物整理剂中,可以明显提高织物的润滑性能和防水性能。接触角测量结果显示,添加纳米二氧化硅后,织物的接触角明显增加,表明纳米二氧化硅改性含氟聚氨酯具有较好的润湿性能。同时,经过实验测定,纳米二氧化硅改性含氟聚氨酯还具有较好的机械强度和耐磨性,适用于织物整理剂的应用。
4. 结论
本研究成功制备了一种纳米二氧化硅改性含氟聚氨酯,并通过“Click”型侧链反应对材料进行改性。实验结果表明,纳米二氧化硅的引入不会改变含氟聚氨酯的热稳定性。该材料在织物整理剂中具有良好的润滑性能和防水性能,可以作为一种新型的织物整理剂添加剂。
参考文献:
[1] Li Y, Huang S. Fabrication of fluorinated polyurethane nanocomposites from a reactive polyol via in situ reaction and click chemistry. Polymer, 2010, 51(14): 3172-3180.
[2] Wu S, Luo Y. Superhydrophobic nanocomposite films based on fluorinated hyperbranched polyurethane and functionalized silica nanoparticles. Journal of Materials Chemistry, 2009, 19(13): 1860-1867.
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  • 时间2025-01-29
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