【集萃網(wǎng)觀察】通常人們把利用電在布底以及其他材料的表面上栽植短纖維或在布底上栽植花紋的，叫做“靜電植絨”、“電沉積加工”、“植絨加工”、也有稱為 “絨面涂料”的。靜電植絨是通過(guò)高壓靜電場(chǎng)對(duì)絨毛的作用，使絨毛依靠電場(chǎng)力植人涂有粘合劑的基材表面(基布) 。
在美國(guó)，從1926年起，Behr—Manning公司在制造砂紙時(shí)，為了使磨粒的尖端向上以提高磨擦的研磨效果的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電沉積、栽植的作用，進(jìn)而一步一步地發(fā)展演變而成為今天的靜電植絨。 1929年，由法國(guó)人雷綱·拉歐蘇瓦在英國(guó)提出了制造天鵝絨類制品的專利，這可能是有關(guān)植絨最早的文獻(xiàn)了。在上個(gè)世紀(jì)30年代，德國(guó)出現(xiàn)了靜電植絨技術(shù)，到了60年代取得了突破性的進(jìn)展。當(dāng)前在德國(guó)、意大利、日本、美國(guó)等都處于領(lǐng)先地位。
靜電植絨以其特有的性能和風(fēng)格，已廣泛應(yīng)用于家紡服裝、汽車內(nèi)飾、絕緣材料、橡膠及塑膠制品等方面。隨著其性能的不斷提升，靜電植絨制品的應(yīng)用將更加廣泛。目前植絨粘合劑主要有溶劑型和水乳型兩大類，而近年來(lái)，市場(chǎng)對(duì)環(huán)保的要求日趨嚴(yán)格，溶劑型膠黏劑的使用和發(fā)展明顯受到限制。因此，作為安全型的水乳型膠黏劑成為植絨粘合劑發(fā)展的主體方向。
丙烯酸酯聚合物為主體的乳膠液體系適用范圍廣、原料易得、使用方便、價(jià)格低廉且無(wú)污染，成為目前較受歡迎的一類植絨專用膠。水乳型丙烯酸酯類粘合劑是生產(chǎn)安全、環(huán)境污染小且成本較低，同時(shí)具有優(yōu)良的耐候性、耐老化性的靜電植絨劑。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
主要原料：N一羥甲基丙烯酰胺，CP;過(guò)硫酸銨， AR;十二烷基硫酸鈉、丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯，AR;丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，AR;丙烯酸， AR。
儀器：電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，耐摩擦洗刷牢度儀，電子天平，電子恒溫不銹鋼水浴鍋，強(qiáng)力攪拌儀。
1.2 合成方法
在三口燒瓶中加入一定量的乳化劑OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)，K一12(十二烷基硫酸鈉)，蒸餾水，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸和N一羥甲基丙烯酰胺等單體，在一定溫度下進(jìn)行乳化，調(diào)節(jié)pH值，得到自制預(yù)乳液，待用。
將待用的乳液分為兩部分，一部分混合定量蒸餾水加入三口燒瓶中打底，另一部分置于分液漏斗中與一定比例的引發(fā)劑進(jìn)行雙滴加。升至一定溫度開(kāi)始聚合反應(yīng)，保持一定時(shí)問(wèn)直到反應(yīng)結(jié)束。
2 分析與測(cè)試
2.1耐沾污性
滌/棉織物浸軋00g/L粘合劑(一浸一軋)，1 00 ℃烘干，150℃焙烘3min;與未浸軋粘合劑的滌/棉織物同時(shí)浸入o.02g/L的分散染料染浴中，于80%處理5rain;水洗，IO0℃烘干;測(cè)k/s值，并計(jì)算表觀沾色比值。表觀沾色比值越小，粘合劑的耐沾污性越好。
表觀沾色比值=(K/S)A/(K/S)B
其中：(K/S)A--浸軋粘合劑織物的K/S值;
(K/s)B--未浸軋粘合劑織物的K/S值;
2.2 高溫泛黃性
在凈洗后的純棉漂布上印制500g/L粘合劑。100℃烘干，180℃焙烘2min，冷卻后測(cè)試其泛黃指數(shù)(Y1 )。
Y1=l00 (1.30X-1.15Z)/Y
式中x，Y，z為樣品在D /10。光源條件下的三刺激值。Y1值越大，說(shuō)明樣品越黃。
2.3 干/濕摩擦牢度測(cè)試
在電動(dòng)摩擦牢度儀上測(cè)試，參照GB3920—1997 紡織品耐摩擦色牢度測(cè)試方法，測(cè)干/濕摩擦牢度，并按GB25 1—1995《染色牢度沾色樣卡》進(jìn)行灰卡評(píng)級(jí)。
3 結(jié)果與討論
3.1 引發(fā)劑分配比例的影響
引發(fā)劑是乳液聚合反應(yīng)中的重要配方之一，其種類、用量和加入方式會(huì)直接影響聚合反應(yīng)的速率以及產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。本實(shí)驗(yàn)對(duì)比不同引發(fā)劑分配比例下產(chǎn)品的性能，確定最佳的配比方式。
由表1可知，引發(fā)劑分配比例采用1：3：1分三次加入進(jìn)行聚合時(shí)，產(chǎn)品的干摩擦牢度、濕摩擦牢度指標(biāo)最好，抗高溫泛黃;生和耐沾污性較好。
采用1：3：1的分配比例分步加入引發(fā)劑可降低溶液中引發(fā)劑的瞬間濃度，使單體不過(guò)早交聯(lián)，反應(yīng)平穩(wěn)，降低未反應(yīng)單體量，提高單體的轉(zhuǎn)化率。在引發(fā)階段第一步中，如果加入過(guò)多的引發(fā)劑，雖使溶液中引發(fā)劑濃度提高，縮短引發(fā)時(shí)間，但使得前期的聚合反應(yīng)劇烈，不利于單體聚合形成大分子。同時(shí)，由于引發(fā)劑本身是電解質(zhì)，如果濃度過(guò)高，其引起的電解質(zhì)鹽效應(yīng)會(huì)引起粒子聚結(jié)，降低乳液的穩(wěn)定性。在第二步中，如果雙滴加所用引發(fā)劑較少，雖然反應(yīng)溫和，但是所需聚合時(shí)問(wèn)較長(zhǎng)，在確定時(shí)間內(nèi)未反應(yīng)的單體含量偏高;若雙滴加所用引發(fā)劑較多，會(huì)使反應(yīng)速度過(guò)快，產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，使得反應(yīng)不易控制，造成粒子聚結(jié)，降低產(chǎn)率。在第三步中進(jìn)行引發(fā)劑追加，有利于未反應(yīng)單體進(jìn)一步反應(yīng)。
3.2 雙滴加溫度的確定
由表2可知，在85℃下進(jìn)行雙滴加所得產(chǎn)品的抗高溫泛黃性最好，干摩擦牢度、濕摩擦牢度較好。由于引發(fā)劑APS為熱分解性的引發(fā)劑，溫度因素對(duì)其分解速率常數(shù)的影響較大。當(dāng)溫度較低時(shí)，引發(fā)劑分解速率較小，使得聚合速率相對(duì)較慢，單體反應(yīng)不完全;當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，引發(fā)劑分解速率過(guò)大，使得聚合速率過(guò)快，粒子聚結(jié)，不易形成大分子，導(dǎo)致產(chǎn)率下降，影響產(chǎn)品性能。
3.3 雙滴加時(shí)間的確定
由表3可知，雙滴加時(shí)間為100min所得產(chǎn)品的抗高溫泛黃性和耐沾污性最好，干摩擦牢度、濕摩擦牢度較好。
由于單體聚合過(guò)程是放熱反應(yīng)，如果雙滴加時(shí)間過(guò)短，會(huì)使引發(fā)劑瞬間濃度過(guò)高，導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)快、聚合熱難以控制、產(chǎn)生粒子聚結(jié)，使產(chǎn)品的產(chǎn)率降低;如果雙滴加時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使引發(fā)劑瞬間濃度過(guò)低，雖然反應(yīng)溫和、能有效的控制聚合熱且反應(yīng)完全，但反應(yīng)過(guò)慢，降低產(chǎn)率，不適合生產(chǎn)。
3.4 追加后保溫溫度的確定
由表4可知，追加后保溫溫度采用+2℃進(jìn)行升溫后保溫反應(yīng)所得產(chǎn)品的干摩擦牢度、濕摩擦牢度和耐沾污性最好，但其抗高溫泛黃陛最差，故不采用該方法。追加后保溫溫度采用+6℃進(jìn)行升溫后保溫反應(yīng)所得產(chǎn)品的干摩擦牢度、濕摩擦牢度和耐沾污性僅次于采用+2℃方法所得產(chǎn)品，并且有較好的抗高溫泛費(fèi)陛，其綜合性能較好。
如果保溫溫度過(guò)低，未反應(yīng)的單體含量較高，固含量和轉(zhuǎn)化率較低，導(dǎo)致生產(chǎn)效率、乳液穩(wěn)定性下降;如果保溫溫度過(guò)高，當(dāng)其超過(guò)乳化劑的濁點(diǎn)時(shí)，會(huì)使乳化劑粒子聚結(jié)，影響產(chǎn)品性能。
3.5 追加后保溫時(shí)間的確定
由表5可知，追加后保溫時(shí)問(wèn)為60min所得產(chǎn)品的干摩擦牢度和濕摩擦牢度雖然最好，但是其抗高溫泛黃性和耐沾污l生最差，故不采用該方法。追加夠保溫時(shí)間為80min所得產(chǎn)品的干摩擦牢度和濕摩擦牢度雖稍次于保溫60min所得產(chǎn)品，但是其抗高溫泛黃性和耐沾污性明顯優(yōu)于保溫60min所得產(chǎn)品，其綜合性能最好。
如果追加保溫時(shí)間過(guò)短，未反應(yīng)的單體含量較多，導(dǎo)致靜電植絨粘合劑的粘結(jié)性和成膜性較差;如果追加保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不但延長(zhǎng)加工時(shí)間，而且使乳液中的乳膠粒聚結(jié)，降低乳液的穩(wěn)定性。
4 結(jié)論
通過(guò)對(duì)引發(fā)劑配比、雙滴加溫度及時(shí)間、追加后保溫溫度及時(shí)間4個(gè)因素對(duì)合成產(chǎn)物性能的影響，得出最佳合成工藝為：引發(fā)劑按1：3：1的分配比例加入聚合體系，恒溫80—85%下100min完成雙滴加，追加引發(fā)劑后升溫3-5℃保溫80min，反應(yīng)結(jié)束。
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