Page 227 - 《精细化工》2021年第11期

第 11 期 周建华，等: POSS/有机硅改性聚丙烯酸酯无氟防水剂的合成与应用 ·2373·

加，即 MMA 用量的减少（BA 用量增多），整理织
物的抗张强度不断降低，相应的断裂伸长率不断增
加。这是因为 BA 作为软单体可以赋予膜一定的柔
韧性，当其用量增加时，乳胶膜的硬度降低，柔韧
性不断增加，断裂伸长率随之增加，抗张强度逐渐
减小。同时，软单体用量的增加可以使乳胶膜变得
柔软，当其包裹在纤维表面时可以减小纤维之间的
摩擦阻力，从而导致整理织物的弯曲刚度降低（图
5b），即柔软度增加。
2.4 POSS/有机硅改性聚丙烯酸酯无氟防水剂整理
织物的疏水性和表面形貌
将整理棉织物与原始棉织物进行润湿性对比，
如图 6 所示。从图 6 可观察到，染色水滴在原始棉
织物上完全铺展，其静态水接触角为 0°，表现出亲
水性（图 6a）。经过有机硅改性聚丙烯酸酯和功能
化 POSS/有机硅改性聚丙烯酸酯整理织物上的染色
水滴均呈球形，水接触角分别为 148°（图 6b）和
161°（图 6c），均表现出良好的疏水性，而 POSS 的

引入明显增强了改性聚丙烯酸酯的疏水效果。
图 5 m(BA)∶m(MMA)对整理织物力学性能(a)和柔软度
功能化 POSS 的结构上含有一个反应型基团和
(b)的影响
Fig. 5 Influence of mass ratio of BA to MMA on mechanical 7 个辛基侧链，因此其既具有反应性又具有疏水性。
properties (a) and softness of finished fabrics (b) 图 7 是功能化 POSS 用量对无氟防水剂整理织物水

由图 5 可知，随着 m(BA)∶m(MMA)比值的增 接触角的影响。

图 6 原始棉织物（a）、有机硅改性聚丙烯酸酯整理棉织物（b）和 POSS/有机硅改性聚丙烯酸酯整理棉织物（c）对水
的润湿性
Fig. 6 Wettability of pristine cotton fabric (a), cotton fabrics finished by organosilicon modified polyacrylate (b), and cotton
fabrics finished by POSS/organosilicon modified polyacrylate (c) to water

由图 7 可知，随着功能化 POSS 用量的增加，
整理织物对水的接触角先增大后减小。当功能化
POSS 用量为 3%（以总单体的质量为基准，下同）
时，整理织物的水接触角最大，为 161°。这是由于
疏水性的功能化 POSS 可以在烘焙过程中自发向表
面迁移和组装，由于其自身的纳米结构，可以在乳
胶膜表面构筑粗糙结构，其辛基侧链可以为膜的表
面提供低表面能，因此功能化 POSS 通过化学组分
和物理结构的双重作用改善了改性聚丙烯酸酯乳胶

膜的疏水性，使整理织物的水接触角增大。但是当
图 7 功能化 POSS 用量对整理织物水接触角的影响
Fig. 7 Influence of dosage of functional POSS on water 功能化 POSS 用量超过 3%时，过量的功能化 POSS
contact angle of finished fabrics 由于其结构的空间位阻效应影响乳液的聚合稳定