Page 197 - 《精细化工》2022年第5期

第 5 期 赵甜甜，等: GO/氟硅丙烯酸酯复合乳液整理剂的拒水防紫外线性能 ·1051·

FSiAc 乳液中的高分子链通过酯基、硅氧烷等 FSiAc 乳液整理织物不会影响亚麻织物优异的透气
基团，一方面与亚麻织物表面的羟基等基团发生稳 性。综合考虑，选择较优 BA 和 MMA 质量比为 7∶3。
定的氢键作用，另一方面与 GO 片层表面基团发生 表 2 比较了 GO 质量浓度对 GO/FSiAc 复合乳
作用，从而使 GO/FSiAc 复合乳液牢固地结合在亚 液整理亚麻织物物理机械性能的影响。从表 2 可以
麻织物表面。同时，GO 片层与 FSiAc 高分子链相 看出，FSiAc 乳液整理和 GO 整理亚麻织物的断裂
互贯穿叠加，显著提高了整理亚麻织物的防紫外性、 强力较原始亚麻织物分别提高 38 和 30 N。对于
拒水性及热稳定性。而且，这种结合会进一步改善 FSiAc 乳液整理，主要归因于乳液中的含氟基团和
整理亚麻织物的物理机械性能和耐久性。 聚硅氧烷基团，由于含氟基团中的 C—F 链和聚硅
2.3.3 物理机械性能分析 氧烷中的 Si—O 键柔性大，整理到亚麻织物上可以
物理机械性能包括断裂强力、断裂伸长率、透 增强纤维间的连贯性，而且，含氟链段会优先向表
气性和耐皂洗性等。其中，断裂强力表征纤维被拉 面迁移，将 C—C 主链包围，进一步提高了主链的
断时所需要的最大力，断裂伸长率是表征纤维弹性 抗拉性能及整理亚麻织物的断裂强力 [29] ；对于 GO
和柔软度的指标，这些物理机械性能是检验亚麻织 整理，GO 表面的羟基与亚麻纤维表面的羟基结合
物耐用性能的重要指标。表 1 比较了 m(BA)∶ 形成氢键，从而增强了纤维的断裂强力。相比 FSiAc
m(MMA)对 FSiAc 乳液整理后亚麻织物物理机械性 乳液整理和 GO 整理，GO/FSiAc 复合乳液整理亚麻
能的影响。 织物的断裂强力和断裂伸长率又进一步提高。而且，
随着 GO 质量浓度的增大，复合乳液整理亚麻织物
表 1 m(BA)∶m(MMA)对 FSiAc 乳液整理后亚麻织物物 的断裂强力和断裂伸长率持续增大，当 GO 质量浓
理机械性能的影响
度为 4 g/L 时，GO/FSiAc 复合乳液整理织物的断裂
Table 1 Influence of m(BA)∶m(MMA) on physical and
mechanical properties of FSiAc emulsion finished 强力较未整理亚麻织物提高 153 N，断裂伸长率较
flax fabric 未整理亚麻织物提升 11.1%。这是由于 GO 片层贯
m(BA)∶ 断裂强力/ 断裂伸长率/ 水接触角/ 透气率/ 穿在高分子链之间，综合发挥了 GO 和 FSiAc 乳液
m(MMA) N % (°) (mm/s)
的优点，较好地提升了亚麻织物的力学性能。当 GO
原始织物 538 3.4 29.40 16
质量浓度增大到 5 g/L 时，GO/FSiAc 复合乳液整理
4∶6 542 5.8 136.55 16
织物的断裂强力和断裂伸长率提升变得缓慢，可能
5∶5 551 7.1 139.53 17
是 GO 在表面已趋于饱和。另外，通过透气率的对
6∶4 573 9.2 140.71 17
比可以看出，FSiAc 乳液、GO 以及 GO/FSiAc 复合
7∶3 576 12.5 142.46 16
乳液的覆盖对亚麻织物的透气性能均没有不良影响。
8∶2 568 13.8 141.62 17

从表 1 可以看出，软单体 BA 与硬单体 MMA 表 2 GO 质量浓度对 GO/FSiAc 复合乳液整理亚麻织物
的配比对 FSiAc 乳液整理亚麻织物的性能有很大影 物理机械性能的影响
响。与原始亚麻织物相比，FSiAc 乳液整理后亚麻 Table 2 Influence of mass concentration of GO on physical
and mechanical properties of GO/FSiAc finished
织物的断裂强力、断裂伸长率和水接触角均有提高， flax fabric
并且随着软单体 BA 质量的增加，断裂伸长率逐渐 ρ(GO)/ 断裂强力/ 断裂伸长率/ 透气率/
亚麻织物
增大，断裂强力和水接触角先增大后减小。这是由 (g/L) N % (mm/s)
于软单体 BA 为整理亚麻织物表面的整理剂膜赋予 未整理 0 538 3.4 16
FSiAc 整理 0 576 12.5 16
了柔韧性，增大了整理织物的断裂伸长率，从而增
GO 整理 1 568 6.4 17
加了亚麻织物的弹性和柔软度。并且，由于 BA 单
GO/FSiAc 整理 0.5 595 12.7 17
体碳链较长，所以 BA 质量的增加提高了整理亚麻
1 635 12.9 16
织物表面的疏水性。然而，BA 添加过量会使整理剂
2 671 13.4 16
膜产生极大的黏性，在整理亚麻织物焙烘过程中影
3 687 13.6 15
响了 含氟链段向膜表面的迁移，导致 m(BA)∶ 4 691 14.5 16
m(MMA)=8∶2 时，水接触角有所下降。硬单体 MMA 5 698 14.6 15
赋予了整理亚麻织物表面整理剂膜一定的硬度，适
量添加可以赋予整理剂膜强度，但是添加量过多， 为了考察整理亚麻织物的耐久性，将原始亚麻
会使整理剂膜变脆，因此，随着 MMA 质量减少， 织物和 FSiAc 整理、GO 整理、GO/FSiAc 整理亚麻
断裂强力先增大后下降。从透气率数据可以看出， 织物样品放入皂洗机中分别进行 0~20 次的洗涤后