Page 65 - 《精细化工》2020年第5期

第 5 期 王美淑，等: 有机硅接枝聚合法制备超疏水棉织物 ·915·

表面，降低纤维表面自由能，达到热力学上的稳态， 越小，改性后的增重量相应的也变小。这是由于
所以 F 1s 峰强度很高。 VPDMS 黏度较高，分子链运动困难，当乙烯基含
图 2B 是对 Si 2p 峰 的精细扫描 谱图，经 量较低时，一方面从纤维上产生的自由基引发效率
MVPDMS 10% 改性后，结合能为 101.9 eV；由图 2B 降低，另一方面在引发双键聚合后由于分子链运动
中曲线 c、 d 可看出， SiO 2 C 2 结构 特征峰 [19] 经 困难，不足以引发连续聚合，造成了增重量较低。
MVPDMS 10% /VPOSS 改性后，Si 2p 峰变宽，并在 为 提高反 应体 系的乙 烯基 含量， 本文 引入 了
102.8 eV 处出现了 SiO 3 C 1 结构的特征峰，说明 VPOSS，该分子是实现超疏水性能的有效原料，在
VPOSS 与 MVPDMS 一起，共同参与了接枝共聚反 总负载量不变的情况下，按照 MVPDMS 10% 与
应，对纤维实现了改性。 VPOSS 质量比 6∶4 的比例加料（实验 7），最终增
重量达到了 3.03%，这与 XPS 谱图中 Si 峰强度较高
相互印证。从反应结果可以看出，该体系 VPDMS
分子内乙烯基含量对反应后的增重量影响较大，外
加高乙烯基含量分子也有助于纤维增重量的提高。

表 1 硅油种类对原布增重量的影响
Table 1 Effect of VPDMS types on the weight gain fabric
实验 VPDMS n(乙烯基)/n(Si)×100 增重量/%
1 MVPDMS 3% 3.0 1.60
2 MVPDMS 6% 6.0 1.69
3 MVPDMS 10% 10.0 1.79
4 TVPDMS 1.3% 1.3 1.60
5 TVPDMS 0.5% 0.5 1.30
6 TVPDMS 0.2% 0.2 1.00
7 MVPDMS 10%/VPOSS 16.6 3.03

2.3.2 引发剂 CAN 负载量对反应后增重量的影响
MVPDMS 10% 负载量固定为 8.4%，不同 CAN 负
载量对原布（25 ℃，反应 48 h）反应前后的增重量
影响，结果见表 2。
表 2 CAN 负载量对原布增重的影响
a~d 同图 1 Table 2 Effect of CAN loading on the weight gain of fabric

图 2 原布及改性布的 XPS 谱图 CAN 负载量/% 增重量/%
Fig. 2 XPS spectra of pristine fabric and modified fabric 0.47 1.28

2.3 反应条件的考察 0.53 1.79
0.83 0.77
2.3.1 VPDMS 种类对改性后增重量的影响
1.15 0.30
VPDMS 分为两类，一类为 TVPDMS，乙烯基
位于聚硅氧烷分子链两端，乙烯基含量较少，且相 由表 2 可以看出，随着引发剂 CAN 负载量由
对分子质量越大，乙烯基含量越少；另一类为 0.47%增至 1.15%，MVPDMS 10% 增重量先增大后减
MVPDMS，乙烯基位于分子链的侧链，含量可调且 小，当 CAN 负载量为 0.53%时，增重量为最大值
不随着相对分子质量变化而变化。在本文中，选用 1.79%。这可能是由于 CAN 使用量增大时，引发的
的 VPDMS 为市售大宗原料，廉价易得，有利于工 纤维位点变多，因此，接枝率变大；而随着 CAN 使
业化生产。考察 VPDMS 分子内乙烯基含量对其接 用量继 续增 大， CAN 大量附 着于 纤维表 面，
枝量的影响。表 1 为 CAN 负载量 0.53%、VPDMS MVPDMS 10% 与纤维接触位点变少，导致聚合接枝效
负载量 8.4%、25 ℃反应 48 h 条件下，不同种类的 率降低，增重量减少。
VPDMS 改性原布反应前后增重量。 2.3.3 反应温度对反应后增重量的影响
从表 1 的实验 1~3 可以看出，MVPDMS 改性棉 CAN 负载量 0.53%，MVPDMS 10% 负载量 8.4%，
布后的增重量随着乙烯基含量的增大而增大。同样， 不同温度对反应 48 h 后原布的增重量的影响，结果
在 TVPDMS 改性实验中，随着 TVPDMS 相对分子 见表 3。由表 3 可以看出，随着温度的升高，原布
质量的增大，乙烯基在整个分子链中所占比例越来 增重量降低，这是由于 CAN 为强氧化剂，在室温或