Page 229 - 《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 ·2375·

图 9 整理织物摩擦前（a、a′）、干擦后（b、b′）及湿擦后（c、c′）的 SEM 图
Fig. 9 SEM images of finished fabric before friction (a, a′), after dry friction (b, b′) and after wet friction (c, c′)

从表 1 可以看出，无氟防水剂整理棉织物的透 率逐渐增加，柔软度增加。无氟防水剂（质量浓度
湿性、透气性较原始棉织物略微降低，但变化很小。 为 70 g/L）整理后的棉织物对水的接触角可达 161°。
经过耐晒牢度测试后，整理棉织物的白度与原始棉 功能化 POSS 与有机硅聚合物的协同作用使整理棉
织物的白度相比也有所降低，但相差不大。因此， 织物表现出超疏水性能。此外，无氟防水剂整理棉
从实际使用的角度来看，棉织物原始性能几乎没有 织物具有良好的透气性、透湿性、耐干湿擦性能和
受到影响。经过耐干湿擦测试后，发现无氟防水剂 抗菌性，经耐晒牢度测试后整理棉织物的白度几乎
整理棉织物经过干擦后接触角为 169.1°，增加了 没有变化。迄今为止，国内外关于无氟防水剂的报
8.1°，这是由于干擦几乎没有破坏纤维表面的乳胶 道有很多，本研究的目的是为了完善聚丙烯酸酯防
膜（图 9b′），并且使棉织物的纤维变得松散（图 9b）， 水剂的相关研究，进一步探究和挖掘该类材料的潜
使织物表面的粗糙度增加；而无氟防水剂整理棉织 力。本文为 POSS 改性聚丙烯酸酯提供了潜在的应
物经过湿擦后，待其 80 ℃下烘干，其对水的接触 用价值，为安全环保型 POSS/有机硅改性聚丙烯酸
角（145.4°）降低了 15.6°，这可归因于织物表面的 酯防水剂的工业化应用提供了可能性。
疏水膜被破坏（图 9c、c′），但其依然具有较好的疏
水性。 参考文献：
阳离子聚合物可以对负电微生物进行有效吸 [1] YILMAZ O. A hybrid polyacrylate/OMMT nanocomposite latex:
Synthesis, characterization and its application as a coating binder[J].
附，从而起到抗菌作用。通过对大肠杆菌（革兰氏 Progress in Organic Coatings, 2014, 77(1): 110-117.
阴性）和金黄色葡萄球菌（革兰氏阳性）的抗菌性 [2] CUI M Y, LIU C, XU Q, et al. Effect of hybrid emulsifier (reactive
能测试发现（表 1），整理棉织物具有良好的抗菌性。 coupling with anionic) on the properties of acrylic emulsion[J]. Journal
of Adhesion Science and Technology, 2015, 29: 1758-1769.
分析认为，整理棉织物抗菌的主要原因是细菌被改 [3] ZHOU J H, CHEN X, DUAN H, et al. Fluorosilicone modified
性聚丙烯酸酯分子上的带正电荷的季铵基团牢固吸 polyacrylate emulsifier-free latex: Synthesis, properties, and application
in fabric finishing[J]. Fibers and Polymers, 2017, 18: 625-632.
附后，生理过程被扰乱，呼吸与代谢平衡遭到破坏 [4] ZHOU J H, CHEN X, DUAN H, et al. Synthesis and characterization
而致死 [27] 。同时，聚合物上的疏水链段可以通过疏 of nano-SiO 2 modified fluorine-containing polyacrylate emulsifier-
free emulsion[J]. Applied Surface Science, 2015, 331: 504-511.
水作用与细菌外细胞壁的双分子层结合，渗透到细
[5] XU T, XIAO Q Q, CHEN J Y, et al. Hydrophobicity of polyacrylate
菌细胞以破坏细胞膜，并且超疏水表面特殊的浸湿 emulsion film enhanced by introduction of nano-SiO 2 and fluorine[J].
性能够有效减少细菌细胞与纤维表面之间的黏附， Polymers, 2019, 11(2): 255-268.
[6] XU W, AN Q F, HAO L F, et al. Synthesis, film morphology, and
因而起到协同抗菌的作用 [28] 。 performance of cationic fluorinated polyacrylate emulsion with core-
shell structure[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2012, 125:
3 结论 2376-2383.
[7] WANG Q J (王庆军), CHEN Q M (陈庆民). Recent developments of
the morphology and its control of super hydrophobic membrane[J].
采用无皂乳液聚合技术成功制备了 POSS/有机硅
Polymer Bulletin (高分子通报), 2005,(2): 63-69.
改性聚丙烯酸酯无氟防水剂。BA 与 MMA 的质量比 [8] ZHANG K Q, LI X H, ZHAO Y H, et al. UV-curable POSS-
对乳液和乳胶膜的性能有很大影响。当 m(BA)∶ fluorinated methacrylate diblock copolymers for icephobic coatings[J].
Progress in Organic Coatings, 2016, 93: 87-96.
m(MMA)=6∶4 时，单体的转化率最大（96.97%）、 [9] XU C B (许楚滨), PAN L (潘雷), TANG L S (唐立森), et al. Synthesis
乳液的凝胶率最小（0.14%）、乳胶粒的粒径最小 and property of polyhedral oligomeric silsesquioxane-grafted-fluorine
containing poly(styrene-acrylate) composite material[J]. New
（104.8 nm）且粒径分布均匀、乳胶膜对水的接触 Chemical Materials (化工新型材料), 2017, 45(5): 70-72.
角最大（114.3°），24 和 48 h 的吸水率均最小（分别 [10] GUO D Y, HOU K, XU S P, et al. Superhydrophobic-superoleophilic
stainless steel meshes by spray-coating of a POSS hybrid acrylic
是 11.45%和 17.02%）。随着 m(BA)与 m(MMA)比值 polymer for oil-water separation[J]. Journal of Materials Science,
的增加，整理织物的抗张强度不断降低，断裂伸长 2018, 53(9): 6403-6413.