摘要: 用有機硅及丙烯酸酯單體通過乳液聚合制備了具有核殼結構的共聚物乳液。探討了聚合條件與單體轉化率的關系，用透射電鏡(TEM)、紅外光譜(FTIR)對聚合物的結構進行了表征，分析了以該乳液作為印花粘合劑進行涂料印花后棉織物的性能。結果表明，核殼型乳液最佳的合成條件是復合乳化劑用量為6%，引發劑用量為0.6％，反應溫度為80℃-85℃，并且隨著聚合物中有機硅含量的增加，印花織物的剛度逐漸減小，織物的顏色性能如L、C及K/S值顯著增加，表明印花后織物的手感柔軟，織物的顏色性能和牢度有相應的提高。
關鍵詞：聚合乳液；核殼結構；制備；印花粘合劑
涂料印花是目前最流行的印花技術之一，約占全世界范圍內的45%[1]，它以獨特的優點越來越受到印染行業的青睞。印花粘合劑的質量是制約涂料印花發展的主要因素，一種性能優良的印花粘合劑應當綜合考慮印花牢度、織物手感和是否堵網這三方面的因素[2]，特別是手感和牢度這一矛盾已成為眾多科學工作者的研究對象。湖北大學的丁正學等人采用含氫聚甲基硅氧烷與丙烯酸酯類單體通過乳液聚合法制成了有機硅改性丙烯酸酯涂料印花粘合劑，河北紡織科學研究所的林子云也曾采用有機硅單體對丙烯酸酯改性，研制印花粘合劑，但有機硅的加入含量較少。美國Brookline化學公司推出的SUPERPRINT101也加入了有機硅進行改性,獲得了很好的手感,但價格昂貴。國內目前大部分的涂料印花粘合劑仍采用丙烯酸酯類單體為主體，但手感較差，嚴重影響了織物的手感。
本實驗將聚硅氧烷以化學鍵的形式接到丙烯酸酯的大分子上，同時被包在核內，有機硅的含量可達到12%，使硅氧烷長鏈更好地體現它的柔順性[3]，較好的解決了手感問題。沒有反應完全的硅醇鍵可在聚合物之間形成網絡型的立體交聯結構[4]，有效提高了粘合劑的成膜性能，從而改善了印花織物的顏色性能和牢度。內軟外硬的核殼結構，比普通的結構有更優異的性能[5],
采用該粘合劑印花時不會堵網，達到了國外同類產品的水平。
1 實驗部分
1.1 粘合劑的合成
將活性有機硅單體與丙烯酸酯單體混合均勻后，加入乳化劑高速攪拌制成預乳液，然后滴加引發劑聚合得到核乳液。向制備好的核乳液中加入去離子水和其它單體，在兩小時內滴加余下的引發劑溶液。滴加完畢后，于80℃保溫反應2h后降至室溫，用氨水調節pH值至中性，過濾，即得到核殼型粘合劑（Superbinder）。
1.2 粘合劑的性能測試 采用日本電子株式會社的JEM-2010型透射電子顯微鏡進行電鏡分析,觀察乳液膠粒的形態結構。用無水乙醇將粘合劑破乳，然后抽慮，將白色固狀物在80℃真空烘箱中烘5h，采用美國新型的Nexus富立葉變換紅外光譜儀進行紅外光譜分析。
實驗配方：涂料大紅5%、粘合劑15%、增稠劑2.5%、去離子水77.5%。 實驗織物：純棉細布。 印花工藝流程：配制印花色漿→印花→預烘(80℃, 3分鐘)→焙烘(150℃,
3分鐘) 印制20cm×20cm的布樣，采用日本KES－F風格儀進行織物柔軟度的測定。用Y511L染色摩擦色牢度儀按GB3920—1997紡織品色牢度測試方法測試印花織物的干、濕摩擦牢度。
2 結果與討論
2.1 聚合條件對單體轉化率的影響
表1 聚合條件對單體轉化率的影響
乳化劑 引發劑 反應溫度
用量(%) 轉化率(%) 用量(%) 轉化率(%) 溫度(℃) 轉化率(%)
1 38.2 0.2 68.3 70-75 74.1
3 63.7 0.3 85.3 75-80 80.2
5 91.7 0.4 92.0 80-85 93.9
6 93.6 0.5 96.5 85-90 93.7
8 83.2 0.6 96.1 90-95 85.5
在乳液聚合中,聚合條件對單體的轉化率有著直接的影響，見表1。表1說明，隨著乳化劑用量的逐漸增大,單體的轉化率先增大后減小，存在極值點，當乳化劑用量為6%時,單體的轉化率達到最大。引發劑用量增加,單體的轉化率逐漸增大，但引發劑用量太大會造成粘合劑分子量降低。單體轉化率隨著反應溫度的增加，呈現先增加后減少的趨勢，當反應溫度在80-85℃之間時，單體轉化率最高。
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