【集萃網觀察】1 引言 據中國服裝協會調查，2001年中國服裝出口總量為124.9億件，服裝及衣著附件出口總金額為366.56億美元。服裝及衣著附件出口總金額，占中國出口貿易總額的13.8%，占全球服裝出口貿易總額的1/6[1]。由此可見，中國成為世界上最大的紡織品服裝生產國和輸出國，隨著中國紡織服裝出口量的高速增長，對其配套的上游產業-服裝輔料行業提出新的挑戰和機遇，迫使其跟隨服裝業的發展，而不斷調整其發展的步伐。近幾年，國內多家服裝輔料企業開始對傳統的面料整理技術進行改進，特別是對熱溶膠整理技術，進行技術革新，從有底粉漿整理，改為無底粉漿整理，該技術的實施不僅降低了企業生產成本，而且提高了產品的質量，為企業帶來了較大的經濟效益。 該技術首先是由在中國注冊的一家日資企業，引進其國內先進技術和設備，對熱熔膠整理技術進行創新，該技術的關鍵要素之一是粘合劑，該粘合劑是由日本進口而來，國內尚無這方面報道，為此我們通過調研分析，決定采用互穿聚合物網絡(IPN)技術來合成此類粘合劑，以滿足國內眾多服裝輔料企業對此類產品需求。 互穿聚合物網絡(lnterpenetrating Polymer Network，簡稱IPN)是兩種共混的聚合物分子相互貫穿并以化學鍵的方式各自交聯而形成的網絡結構[2]。互穿聚合物網絡一詞是由Millar于1960年第一次提出，但對具有IPN結構的材料的研究可以追溯到19世紀Good year進行的橡膠的硫化或交聯。進入20世紀后，一些科技工作者在IPN方面做了一些工作，但真正IPN進行深入的研究始于Millar。60年代初，他制成了聚苯乙烯/聚苯乙烯(PS/PS)的lPN離子交換樹脂材料。繼Millar之后，越來越多的工作者在IPN的研究及應用方面做了大量的工作，IPN被廣泛應用作抗沖擊材料，離子交換樹脂，噪音阻尼材料，熱塑性彈性體和其他材料。目前，在我們國內，IPN已在化工系統被使用，在印染界黃福茂、蔡明洲等學者已對此發表了各自研究結果[3][4]。
2 實驗 2·1 主要原料: 丙烯酸甲酯(工業級)、丙烯酸丁酯(工業級)、甲基丙烯酸甲酯(工業級)、丙烯腈(工業級)、反應性有機硅單體(工業級)、交聯劑GAO1(自制)、乳化劑十二烷基硫酸鈉、平平加0-15、功能性和反應性乳化劑(自制)、過硫酸銨(分析純)、增稠劑PTF、聚酯(工業級)、聚酰胺(工業級) 2·2 合成實驗 將部分單體和交聯劑GAOl用乳化劑乳化成單體Ⅰ備用;將另一部分單體和交聯劑GAOl及反應性有機硅單體用乳化劑乳化成單體Ⅱ備用。在反應釜中加入一定量的水，在氮氣保護下升溫至5O℃，加入10%預乳化單體Ⅰ，升溫至70℃加入部分引發劑，至80℃，開始滴加單體Ⅰ和引發劑，滴加完畢后，再反應1小時，然后滴加單體Ⅱ和引發劑。滴加完畢后，再反應1.5小時，升溫至90℃再反應半小時，停止反應，冷卻至40℃出料，所得乳液實測含固量為45%。
3 結果和討論 3·1 粘合劑的物理性能
3·1·1 粘合劑的粒經分布 采用功能性和反應性乳化劑，以及IPN技術合成的粘合劑平均粒經在9Onm以下，分布均勻，圖1為LS13320激光粒度儀測出的乳液中粒子直徑分布圖。其中交聯劑GAOl用量為單體總量的1%。
3·1·2 粘合劑的成膜性
將合成實驗所得乳液分別在室溫和80℃干燥，均可制成無色透明膜，其膜伸長率可達500%。
3·1·3 粘合劑的穩定性
將試驗所得乳液稀釋至含量為10%，在離心機上以3000RPM的速度離心分離半小時，未發現絮狀物。這說明該粘合劑具有良好的穩定性，這可能與使用反應性和功能性乳化劑有關，因為該類乳化劑直接參與了化學反應，乳化劑分子直接連接在高聚物主鏈或支鏈上。
3·2 乳化劑對剝離強力影響
在乳液聚合體系中，一般情況下，乳化劑不直接參加化學反應，但它是最重要的組份之一，乳化劑的種類和濃度將直接影響引發速率及鏈增長速率。它也會影響決定聚合物性能的聚合物的分子量及分子量分布，以及影響與乳液性質有關的乳膠粒濃度，乳膠粒的尺寸及尺寸分布等重要指標。因此乳化劑的選擇在乳液聚合中起到舉足輕重的作用。我們采用的乳化劑是功能性和反應性乳化劑，為此我們也對這類乳化劑和常規使用陰/非離子復配乳化劑進行對比試驗，試驗結果見圖2
由圖可見，剝離強力隨著乳化劑用量增加而增加，但是乳化劑用量達到單體總量3%以后，隨著乳化劑增加反而減小。同時可以看到，采用功能性和反應性乳化劑，在乳化劑用量相同情況下，其剝離強力要明顯高于常規小分子乳化劑。這是因為小分子乳化劑在高溫焙烘時，容易發生遷移，而功能性和反應性乳化劑不易發生此類現象。
3·3 引發劑用量對高聚物轉化率的影響
引發劑是乳液聚合配方中最重要的組份之一，引發劑的種類和用量會直接影響產品的產量和質量，并影響聚合反應速率。本實驗采用的引發劑為過硫酸銨，由于影響聚合反應速率的因素眾多，為此我們決定在相同條件(溫度、時間、乳化劑)改變引發劑用量進行試驗。
結果見圖3:
由圖3可見隨著引發劑用量增加，轉化率隨之增加，當引發劑用量到達0.3%時，轉化率為最大，隨后又減少。同時，在實驗中發現當引發劑用量太大時有少量凝聚物產生。
3·4 交聯劑用量對剝離強力的影響
交聯劑用量對整理后織物剝離強力影響結果如圖4
4 工廠應用試驗
4·1 工藝流程
制漿→刮漿→噴撒熱熔膠→烘干→焙烘(170℃,40-60s) →成品(經編襯緯40×75，40×100)
4·2·制漿處方:
NC-203粘合劑 50-60
水 50-40
增稠劑 1.8-2.0
100(公斤)
4·3 產品性能指標檢測
測試標準:FZ/T01805-2000熱熔粘合襯布剝離強力的測定;
GB-1140101-89熱熔粘合襯布干洗后外觀及尺寸變化的測定;
GB-1140201-89熱熔粘合襯布水洗后外觀及尺寸變化的測定。
(經編襯緯40×75)產品質量指標檢測結果如表一
表一 產品質量檢測結果
從表一可見，產品各項性能指標的實測數據要高于標準值，特別是剝離強力，要遠遠高于標準值。這也為該產品的推廣應用提供了有力保障，目前該產品已被多家服裝輔料企業所使用，最終產品直接出口歐洲和美國，取得了良好的社會效益和經濟效益。
5 結論
1、我們采用IPN技術合成了一種新型粘合劑。
2、采用功能和反應乳化劑合成的乳液比采用常規小分子乳化劑合成的乳液具有更好的粘接力，體現在織物整理后，具有更好的剝離強力。
3、交聯劑的使用有利于提高剝離強力，其最佳用量為單體總量的1%。
4、產品巳被多家服裝輔料企業使用，效果良好，最終產品直接出口歐洲和美國。
參考文獻
l.中國印染協會信息2003.1(9)
2.施良和 胡漢杰,高分子科學的今天與明天，化學工業出版社，1994
3.黃茂福，聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿網絡涂料印花粘合劑的制備與應用,2004國際涂料應用和特種印花學術交流會;17-23
4.蔡明訓 吳春明 顧東民，IPN結構在合成涂料印花粘合劑中應用初探，2004 國際涂料應用和特種印花學術交流會;24-29
來源: 印染在線 作者：朱文均 吳春明
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