铁盐催化的ATRP法改性真丝的制备及结构性能研究

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本文采用一种环境友好的电子转移生成催化剂的原子转移自由基聚合(AGET ATRP)法对真丝进行接枝改性。在铁盐催化体系下,通过功能性单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)及甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)与真丝接枝共聚,分别制备了抗皱性和拒水性良好的真丝,获得较佳的接枝反应条件,并研究了改性前后真丝的结构和性能。(1)以三氯化铁(FeCl3)为催化剂,抗坏血酸钠(NaAsc)为还原剂,亚氨基二乙酸(IDA)以及丁二酸(SA)为配体,通过表面引发AGET ATRP反应将HEMA接枝到真丝织物表面。探讨了单体浓度、反应体系pH值、反应温度、还原剂浓度、催化剂浓度和反应时间这六种因素对真丝改性的影响,得到了较佳的接枝条件。研究发现FeCl3/IDA和FeCl3/SA两种催化体系对HEMA接枝真丝具有相近的反应性,而且真丝接枝率-时间以及单体转化率-时间曲线呈线性增长,表明接枝具有活性聚合特征,反应可控。(2)以含氟烷基的HFBMA为单体,探讨了反应条件对FeCl3/IDA、FeCl3/SA以及FeCl3/N,N,N′,N′′,N′′-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)三种催化体系下真丝接枝率的影响,获得了较佳的接枝工艺。发现FeCl3/IDA和FeCl3/SA催化体系对HFBMA单体接枝真丝同样具有类似的反应性,并且高于FeCl3/PMDETA催化体系。这三种催化体系的接枝反应均具有“活性”/可控聚合特征。(3)通过红外光谱、拉曼光谱、XRD、XPS、SEM对真丝进行了结构表征,证实了单体已经成功接枝到真丝表面。接枝后真丝的热稳定性有一定提高,物理性能如断裂强力、白度和透气性等则有不同程度的下降。(4)HEMA单体接枝真丝的抗皱性能明显提高,其中湿态折皱回复角的增加幅度较大。HFBMA单体接枝真丝的接触角随接枝率增加而增大,这是因为接枝真丝引入的氟烷基降低了其表面自由能。
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