纺织品染整工艺学(第3版)
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第三节 聚丙烯酸(酯)

聚丙烯酸(酯)类高分子化合物是以丙烯酸类单体为主体、通过加成聚合反应合成的大分子主链完全由碳原子组成的一类高聚物,其共聚单体包括(甲基)丙烯酸甲酯、乙酯和丁酯……,(甲基)丙烯酸及其盐类,丙烯腈,(羟甲基)丙烯酰胺等丙烯酸类单体以及少量其他烯类单体如氯乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、顺丁烯二酸酐等。丙烯酸(酯)均聚物性能单调、难以调节,因此通常不能用作染整助剂;而丙烯酸(酯)类共聚物利用不同单体侧基官能团的特性差异,可在性能上相互取长补短,通过高分子设计,能够制得满足不同染整加工要求的高聚物。因此,目前用于染整助剂的聚丙烯酸(酯)类高分子物基本都是多元共聚产品。

聚丙烯酸(酯)类高分子化合物的结构通式可表示为:

式中:R1=H、CH3;R2=H、CH3、C2H5、C3H7等。

由此可见,聚丙烯酸(酯)是以碳碳单键为主链,具有许多侧基的高分子化合物,它们的许多性质取决于侧基。一般来说,大分子链的柔顺性好,共聚物的玻璃化温度(Tg)低。由于空间位阻效应,聚甲基丙烯酸酯衍生物的性质较为刚硬,Tg也高。侧基R2的碳直链越长,则大分子链的柔软性及曲挠性越好,Tg也越低。因此在分析这类共聚物的性质时,关键在于掌握侧基的结构特点。

聚丙烯酸(酯)类共聚物也有缺点。当所用丙烯酸烷基酯的烷基碳数小于4时,其共聚物的Tg较高,作为黏合剂加工织物手感粗硬。而当其碳数大于4时,则成膜后的机械性能差,影响印花牢度。在聚合物中引入一些其他单体,如丁二烯,它与丙烯酸2乙基己酯共聚,作为涂料印花黏合剂,能明显地改善印制品的手感。

聚丙烯酸(酯)类染整助剂大多采用乳液聚合法制备,亦有少量涂层整理剂的合成采用溶液聚合法。由乳液聚合得到的丙烯酸(酯)共聚物含有乳化剂,乳化剂具有亲水性,当乳液在织物表面成膜时会嵌在膜内,影响聚合物膜与织物的黏合牢度和膜的防水性,同时易黏附灰尘。目前又出现了自乳化单体,称为内乳化剂,是一种自身具有乳化性的共聚单体,无须另加乳化剂。

一般的丙烯酸(酯)共聚物虽然具有良好的耐气候性、手感和柔软性,但在耐热、耐化学介质及耐洗性方面却差异较大。要全部满足这些要求,需在聚丙烯酸(酯)的主链或侧链上引入具有两个或两个以上官能团的取代基,例如,羧酸或羧酸酐、环氧基、羟基以及其他反应性的官能团。如羟甲基丙烯酰胺是印花黏合剂中必不可少的与纤维能够发生交联反应的丙烯酸类单体。

由于所用单体选择面广以及聚合方法的多变性,因此丙烯酸(酯)类共聚物具有多功能性,在染整加工中的应用十分广泛,如在前处理中可用作氧漂稳定剂,染色中可用作抗泳移剂、涂料染色黏合剂、分散剂等,涂料印花中用作黏合剂和增稠剂以及后整理中用作涂层剂、防污整理剂、易去污整理剂、抗静电整理剂等。