Page 144 - 《精细化工》2020年第11期

·2290· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

引起织物上改性剂含量的降低。因此，在随后的实 应的吸附性能提高。在催化反应时，吸附性能的增
验中磷酸的含量定为 0.24%。 加会引起更多的负离子吸附、转运，故催化活性增
2.1.2 助交联剂甘油对催化活性的影响 大。但可以看出，与常规 PTC 催化剂的双亲特性不
为促进改性剂分子交联，提高稳定性，加入了 同，尽管催化织物的接触角较大（大于 90°），仍能
甘油作为助交联剂。整理液中甘油含量对对硝基溴 表现出较好的催化性能。因此，选用甲基丙烯酸十
化苄转化率的影响如图 3 所示。由图 3 可见，随着 八烷基酯为长链烷基酯。
甘油的加入，两次催化反应转化率的差值逐渐减小，
催化剂的稳定性逐渐提升。甘油分子中的—OH 可
与 N-羟甲基反应，提高大分子之间的交联度，交联
度的提升使得改性剂分子在油相的溶解性降低。但
交联的产生，对大分子中季铵盐阳离子的可及度有
一定影响，使催化活性稍有较低。因此，在随后的
实验中甘油的含量定为 2.00%。

图 4 不同长链烷基酯对转化率的影响
Fig. 4 Effect of esters with different hydrophobic chain
long on the conversion rate

表 2 改性剂中不同长链烷基酯对催化织物吸附量、接触
角的影响
Table 2 Effect of esters with different hydrophobic chain
long on the adsorption capacity and contact angel

共聚物 长链烷基酯 吸附量/(mg/g) 接触角/(°)
图 3 甘油含量对转化率的影响 1 丁基 39.1 116.25
Fig. 3 Effect of glycerin content on the conversion rate 2 辛基 53.9 120.37

3 月桂烷基 70.6 125.90
2.2 改性剂结构对催化活性的影响
4 十八烷基 92.0 131.25
改性剂的制备中选用了 5 种单体，由于反应体
系中存在油水两相，需要保证负载在纤维上的催化 2.2.2 季铵盐阳离子单体结构对催化活性的影响
剂具有较好的牢度。5 种单体中，苯乙烯、甲基丙 3 种阳离子对应催化织物的两次催化情况与吸
烯酸丁酯与 NMA 3 种单体分别可增加改性剂分子 附性能如图 5、表 3 所示。可以看出，M 1 对应共聚
的耐溶剂性能，赋予链段刚性与交联属性；而季铵 物 4 为改性剂时，催化织物的催化效率优于 M 2 对应
盐丙烯酸酯提供阳离子催化中心；甲基丙烯酸长链 共聚物 5 及 M 3 对应共聚物 6，而后两者的催化效率
烷基酯不仅可赋予分子柔性，提高耐溶剂性能，也 相近；3 种催化织物对水的接触角相差无几，对吸
是调节亲水亲油性的主要链段。可及度与亲油性是 附性能的影响与催化活性一致：M 1 >M 2 ≈M 3 。
影响 PTC 体系中催化性能的主要因素，因此，对甲
基丙烯酸长链烷基酯与季铵盐丙烯酸酯对催化性能
的影响作了详细研究。
2.2.1 长链烷基酯链长度对催化活性的影响
链段长度对催化活性与吸附性能的影响如图 4、
表 2 所示。可以看出，随着链长的增加，催化织物
表面接触角、吸附性能与催化活性均逐渐增大，且
催化稳定性增加，十八烷基为长链时催化性能最佳、
稳定性最高。长链烷基酯链长增加，催化织物的亲
油性增大、比表面能降低，对应水的接触角增大。

尽管改性剂中阳离子的含量无变化，但亲油性的增 图 5 阳离子单体结构对转化率的影响
Fig. 5 Effect of cationic monomer structure on the conversion
大可引起吸附于织物上的负离子不易于解吸，故对
rate