Page 209 - 《精细化工》2022年第9期

第 9 期 胡继广，等: 基于蒽醌染料水性聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液的合成及性能 ·1927·

处没有—NCO 基团的特征峰出现，表明其已反应完 液颜色外观均无变化，PUA-R 乳液颜色由玫红色变
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全。如图 3b 所示，在 3650~3610 cm 处无羟基吸收 为浅粉色，原因是 PUA 乳液和 DYE-R 物理混合所
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峰，1700 cm 处为羰基 C==O 键的吸收峰，RPUA-0 得 PUA-R 乳液不稳定，DYE-R 沉淀导致乳液显色
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在 1650 cm 处有明显的 C==C 双键特征吸收峰，这 效果极大减弱。
说明 HEMA 已被成功引入到聚氨酯末端，而在 图 5 为 RPUA-2 乳液在不同 pH 下颜色及水溶
RPUA-2 中此处无吸收峰，说明 HEMA 与 MMA、 性变化。可以看出，RPUA-2 乳液的最佳 pH 为 8.2。
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BA 单体反应且共聚完全。在 1598 cm 处是 DYE-R pH 为 5、7 时，乳液有少量絮状物沉淀，当 pH 为 3
结构上的羰基吸收峰且无游离的羟基，说明 DYE-R 时乳液完全破乳。RPUA-2 乳液的水溶性依赖于亲
已接枝到聚氨酯分子链上。 水扩链剂中的羧酸盐，在酸性条件下乳液中的三乙
2.3 乳液粒径分析 胺被中和，导致乳液的离子平衡被破坏 [18] 。在碱
表 2 为乳液的平均粒径、离心稳定性及储存稳 性条件下，pH 为 9、11 时乳液的黏度增加，pH 为
定性数据。如表 2 所示，随着丙烯酸酯单体增加， 8.2~11.0 时能以乳液形式存在，当 pH 为 13 时，乳
乳液粒径逐渐增加。 液破乳。

表 2 RPUA 乳液的平均粒径、离心稳定性及储存稳定性
Table 2 Average particle size, centrifugal stability and
storage stability of RPUA emulsion
m(PU)∶
平均 离心 储存稳
样品名称 m(丙烯酸酯
粒径/nm 稳定性 定性/月
单体) 图 5 RPUA-2 乳液在不同 pH 下颜色及水溶性变化照片
Fig. 5 Photos of changes in color and water solubility of
PUA-R 10∶2 78 少量沉淀 <6
RPUA-2 emulsion at different pH
PUA 10∶2 75 无沉淀 >6

RPUA-0 10∶0 58 无沉淀 >6
2.5 着色性分析
RPUA-1 10∶1 68 无沉淀 >6
样品 DYE-R 丙酮溶液、PUA-R 和 PUA-2 乳液
RPUA-2 10∶2 81 无沉淀 >6
各 20 g（DYE-R 质量分数均为 0.125%）对棉织物着
RPUA-3 10∶3 104 微量沉淀 <6
色后进行对比，效果见图 6。a 为空白棉布；b、c、
RPUA-4 10∶4 129 少量沉淀 <6
d 分别为 DYE-R、PUA-R 和 RPUA-2 着色后的棉布。
当 m(PU)∶m(丙烯酸酯单体)分别为 10∶0、 着色前后颜色对比列于表 3。

10∶1、10∶2 时，乳液粒径分别为 58、68、81 nm，
且稳定性好。继续增加丙烯酸酯单体，RPUA-3 乳
液粒径为 104 nm，乳液经离心测试后有微量沉淀出
现，是由于在 RPUA 乳胶粒中，疏水性的丙烯酸酯
单体被聚氨酯包裹，乳胶粒子逐渐增大所致 [17] ；再
增加单体质量比，RPUA-4 乳液粒径为 129 nm，聚氨
酯分子就不能完全将单体包裹，乳液的稳定性下降。
2.4 乳液的显色稳定性及酸碱敏感性分析
图 4a、b 分别为现制备的乳液和制备 7 d 后乳
液的照片。

图 6 DYE-R、PUA-R 和 RPUA-2 乳液对棉织物着色后

效果图
图 4 PUA、PUA-R 和 RPUA-2 乳液照片 Fig. 6 Dyeing effect of DYE-R, PUA-R and RPUA-2 on
Fig. 4 Photos of PUA, PUA-R and RPUA-2 emulsions cotton fabric

由图 4a、b 对比可以看出，PUA 和 RPUA-2 乳 如表 3 所示，样品在着色前均为玫红色。由图